sistem nervos sinapse

8/13/2019 sistem nervos sinapse

1/31

Organizarea sistemului nervos

PROPRIETATILE CELULEI

NERVOASESINAPSELE


2/31

Excitabilitatea si comunicarea celular Excitabilitatea reprezint proprietatea caracteristic materiei

vii de a reaciona n mod specific la stimului

Excitabilitatea este capacitatea unui sistem viu, respectiv o celul, dea capta mesaje sau semnale, ca form de actualizare a informaieinecesare organizrii lui n vederea adaptrii i continuitii, decinecesar existenei sistemului biologic.

Comunicarea celulareste o necesitate i se poate face prinintermediul : sinapselor, transmitere rapid (milisecunde); mecanismelor paracrin sau neurocrin, transmitere lent; mecanisme combinate sinaptic/paracrin/neurocrin.

Schimbul informaional care are loc prin interaciunea stimul-celulva genera modificri moleculare ce se constituie n rspunsul celuleila stimuli.

Datoritparticularitilor structurale membranare, cea maispecializat n elaborarea unui raspuns la aciunea stimulilor din

mediul extern sau de la o alt celul, este neuronul.


3/31


4/31

Distribuia neuniform a sarcinilor electrice, precum ifaptul c membrana cel. este o membran semipermeabil

i nu permite trecerea liber a ionilor n vederea egalizriiconcentraiilor acestora, determinn condiii de repaus,apariia a dou fore: gradientul chimic, generat de diferena de concentraie a fiecrui

ion de o parte i de cealalt a membranei ; gradientul electricrezultat al forelor de atracie dintre sarcinile

electrice diferite dispuse de o parte i de cealalt a membranei.

Polaritatea membranei celulare se cuantificprin valoarea

potenialului transmembranar de repaus, rezultat algradientului electrochimic.

Potenialul transmembranar de repaus se poate estima cu

ajutorul ecuaiei lui Nernst.


5/31

EMF(mV) = 61log conc la interior conct la exterior

unde EMF forta electromotrica, potentialul LEC =0 iar pot.Nerst este potentialul din int membranei Semnul potentialului este ,,+ daca ionul care difuzeaza din int

spre ext este negativ

Si ,, daca ionul este pozitiv Expl : conc K intracelular este de 10 ori mai mare decat la exterior. Logdin 10 este 1 de unde ca pot Nerst pt K = -61mV pe fata int amembranei cel

Dat pompei Na/K exista transmembranare mari ale Na si K

Na ic/Na ec =0,1 (14/142 mEq) si pt K ic/Kec =35(140/4mEq) Rezulta ca pot. Nerst pt K - 94mV ; log din 35 1,54 x (-

61mV ) Pot Nerst pt Na +61mV;


6/31

Sistemul de transport ionic transmembranar cuprindetotalitatea structurilor proteice care strbat bistratul lipidic icare permit n anumite condiii trecerea ionilor n direcia saucontrar gradientului lor electrochimic.

n funcie de mecanismele implicate se descriu treitipuri de structuri membranare de transport ionic:canale, pompe i transportori.

Pompele ionice sunt sisteme de transport care consumenergie, numite i sisteme de transport activ, iar transportoriii canalele ionice sunt sisteme de transport pasiv, folosindu-se de electrochimic.

pompa de Na+/K+ care pentru fiecare molecul de ATPhidrolizat transport n spatiul extracelular 3 ioni de Na+ iintracelular 2 ioni de K+. Aceasta pomp are o important deosebit n mentinerea

excitabilittii celulare, ea asigurand gradientul electrochimic n

repaus; se mai numeste pomp electrogenic.


7/31

Canalele ionice sunt glicoproteine transmembranare carerealizeaz un por hidrofil de comunicare a mediuluiintracelular cu cel extracelular i permite trecerea rapid a

anumitor ioni conform gradientului electrochimic. Dup modul n care se realizeaz deschiderea i nchiderea poruluihidrofil, canalele sunt de dou tipuri:

canale fr poart(nongated ion channels), deschisepermanent, deci permit transportul ionic n funcie doar degradientul electrochimic

canale cu poart (gated ion channnels) a cror deschidere inchidere este controlat prin mai multe mecanisme: canale controlate de voltaj sau canale voltaj-dependente include pe

cele selective pentru Ca2+, Na+, i K+; canalele ligand-dependente controlate de ctre neurotransmitoride tipul acetilcolin(Ach), acid -aminobutiric (GABA), glutamat,catecolamine, dopamina, serotonina ;

canalele ionice din structura sinapselor electrice.


8/31

TRANSPORTORIIfuncioneaz pe baza gradientuluielectrochimic generat de pompe pentru anumii ioni, astfel eipot transporta molecule i contrar () gradientului lorelectrochimic.

Ionul transportat contrar gradientului poate avea acelai senscu ionul care se deplaseaz conform su electrochimic(simport) sau pot avea sensuri diferite de transport(antiport/ contratransport).

Din punct de vedere al excitabilitii, un rol deosebit l areschimbtorul sodiu/calciusistem de contratransport

prezent n membrana celulara care transport calciul contrargradientului su de concentraie, folosindu-se de gradientultransmembranar electrochimic al sodiului. n celula miocardic are un rol major n stabilirea concentraiei

calciului n repaus.


9/31

POTENTIALUL DE ACTIUNE Potenialul de aciune (PA) o pozitivare brusc a potenialului

transmembranar de repaus depolarizare, autontretinut i

autolimitat. Prin intermediul potenialului de aciune sunt codificate i transmise majoritatea

mesajelor intercelulare, iar substratul molecular este reprezentat de activareacanalelor voltaj-dependente.

PA apare ca rasupuns la un stimul care poate determina depolarizarea

membranei pn la valoarea prag (stimul supraliminar), se deschidcanalele de sodiu voltaj-dependente. Inversarea" i apoi restabilirea polaritii membranei ntr-un interval

de timp foarte scurt, de ordinul ctorva milisecunde, este determinatde durata de deschidere a canalelor de sodiu voltaj-dependente i delatena de deschidere a celor de potasiu voltaj-dependente.

Perioada refractar este perioada n care celula care a generat un PAnu mai poate raspunde la alti stimuli cu valoare prag, pentru c sunt n faz refractar canalele de sodiu voltaj-dependente care s-au

activat la stimulul precedent


10/31

.Modificrile transferului de ionitransmembranar n timpul PA.


11/31

Conducerea nervoas Un neuron primete prin numeroasele aferene de la nivelul somei i

dendritelor, att potentiale postsinaptice excitatorii ct i inhibitorii.

Are loc o sumatie spaial i de frecvena a stimulilor primii, iinformaia prelucrat este transmis mai departe spre conul axonal. La nivelul corpului neuronal mesajul este codificat n amplitudinea

semnalului electric, semnal care ajuns la nivelul conului axonal poategenera un PA doar dac atinge valoarea prag.

Conul axonal este punctul de plecare al noului PA, fiind o zon cuprag sczut de activare, o zon cu o densitate mare de canale de Navoltaj-dependente, de aproape 1000 de ori mai multe dect la nivelulmembranei somei i dendritelor.

La nivelul axonului semnalul este codificat n frecven. PA se

deplaseaz prin axoni dup legea totul sau nimic , adic nu pierdedin amplitudine, PA autoregenerndu-se . Are o anumit direcie de propagare, determinat de faptul c zona precedent n

care s-a produs transferul de ioni este n perioada refractar. Viteza de propagare este dat de numrul de canale de sodiu voltaj-

dependente, de diametrul conductorului (axonului), de prezena saulipsa tecii de mielin.


12/31

Unii axoni sunt subiri, nemielinizat, cu vitezmicde conducere. Aliiau teac de mielin i noduri Ranvier, avnd o propagare saltatorie aPA, adic vitez mult mai mare de conducere.

Cu ct este mai mare

axonului, cu att viteza de conducere este mai

Clasificarea neuronilor dupa viteza de conducere i mrime : A Aferene senzitive de la proprioreceptori i motoneuroni ai

muchilor scheletici.Viteza PA(m/s) 80-120, 13-20m A Aferene sezitive de la mecanorecep-tori cutanai.Viteza PA

(m/s) 35-75, 6-12 m A Motoneuroni pentru fibrele musculare intrafusale. Viteza PA

(m/s) 12-20, 3-6 m m A Fibre senzitive de la receptori de durere i termici. Viteza PA(m/s)

5-30, 1-5 m B Neuroni preganglionari ai SNV.Viteza PA(m/s) 3-15, 33 m C Fibre senzitive de la receptori de durere i termici. Viteza PA(m/s)

0,5-2, 0,2-1,5 m


13/31

Exist o clasificare alternativ a fibrelor muscul. senzitive: fibrele Ia sunt aferenele de la fusurile neuromusculare, Ib sunt aferentele de la organul tendinos Golgi,

fibrele II sunt A, fibrele III sunt A, iar fibrele C se mai numesc IV.

Membrana axonilor mielinizai contine numeroase canale deNa voltaj-dependente grupate n zona nodurilor Ranvier.

Canalele de K voltaj-dependente sunt slab reprezentate i segasesc n membrana axonal paranodal,sub teaca de mielin. scleroza multipla o boal autoimun a sistemului nervos central

caracterizat prin demielinizare axonal. Se consider cdemielinizarea axonala duce la expunerea canalelor de K voltaj-dependente i prin urmare la alterarea conducerii nervoase.

n acest sens, se introducere n terapie aminopiridinele blocani

ai canalelor de K voltaj-dependente.


14/31

Organizarea generala a sistemului nervos

Neuroniiunitatii fuctionale elementare

Neuronul motor : semnalele aferente patrund prin sinapselocalizate la niv dendritelor dar si a corpului celular(sinapsele pot varia intre cateva sute pana la 200000)

Semnalele eferente sunt transmise prin axonul neuronal

unic Transmiterea sinapticaanterograd Receptorii senzoriali localizati la suprafata corpului cat si la

niv structurilor profunde initiaza activ SN

Pe calea nervilor perifericii informatia este condusa sprearii senzoriale situate la niv maduvii spinarii, substreticulata din bulb, punte si mezencefal, in cerebel, talamussi diferite zone ale cortexului cerebral


15/31

SINAPSELE SNC

Sinapsa pct de jonctiune intre doi neuroni succesivi Informatia este transmisa sub forma de PA impulsuri nervoase

Fiecare impuls poate fi blocat, transformat in impulsuri repetitive sau integratimpreuna cu alte impulsuri provenite de la alti neuroni

Exista 2 tipuri de sinapse : chimice si electrice Sinapsele chimice cele mai multe

neuronul presinaptic secreta o substanta neurotransmitatorul care va actasupra receptorilor proteici din membrana neuronului postsinaptic det (+), (-)sau modificarea sensibilitatii sale

Exista aprox. 40 neurotransmitatori : ach, NA, E, histamina, GABA, glicina,serotonina, glutamatul

Conducere unidirectionata

Sinapsele electrice se caracterizeaza prin prezenta unor canale apoasedeschise care conduc direct impulsul electric intre cel succesive(jonctiuni gap) Conducerea la ac nivel este bidirectionala


16/31


17/31

Anatomia functionala a sinapsei chimice Neuronul motor din coarnele ant ale maduvii spinarii, alcatuit din

: soma, axon unic, dendride Pe suprafata dendridelor (80-95%) si a somei (5-20%) existabutoni sinaptici = terminatii presinaptice, ele reprezinta extremitatile fibrilelor nervoase cu originea la niv mai multor

neuroni. Sunt in nr de aprox 10000 -200000

Pot fii excitatorii suu inhibitorrii Terminatia presinaptica este separata de coorpul neuronului

postsinaptic prin fanta cu dim. 200-300A si continemitocondrii si vezicule cu neurotransmitator

Cand un PA se propaga la niv term. preS. depolarizeaza membr sidet golirea unor vezicule in fanta sinaptica

Neurotransmitatorul elib va det modif de permeabilitate inmembrana neuronului postsinaptic (+) sau (-) in fct decaracterul receptorului neuronali


18/31

M b S i l d C l l i C d


19/31

Membrana preS contine numeroase canale de Ca reglate electric. Candun PA depolariz membr preS canalele de Ca se deschid si intra Ca interminatia nervoasa

Cant de neurotransmitator este direct proportionala cu nr ionilor de Cacare patrund in celula

Ca se va lega de molecule proteice localizate pe fata intsitusuri deeliberare Prin legare se varsa continutul veziculei in fanta (o vezicula contine de la 2000-

10000 molec ach) Membrana neuronului postS continereceptoriide natura proteica care

au 2 componente :

1. componenta de legare proieminenta in fanta si leaga

neurotransmitatorul 2. componenta ionofor formeaza un complex cu un ion pe care-l

transporta prin membrana spre int neuronului postS: Canal ionic care permite trecerea anumitor ionii prin membr

Molecula proieminenta in citoplasma care activ. un sistem de mesagerii secunzi curol in + sau - unor fct celulare

C l l i i ii i i d 2 i i


20/31

Canalele ionicereceptorii ionotropi sunt de 2 tipuri : Canale cationice, permit trecerea ionilor de Na, K, Ca,

Canalele anionice permit trecerea Cl Neurotransmitatorii ce deschid canalele cationice (+)neuronl

Neurotransmitatorii ce deschid canalele anionice(-)neuronul Aceste canale se deschid si se inchid rapid

Receptorii metabotropii. Pt stocarea informatiei=memoria, este necesar sistemulmesagerilor secunzii. Cel mai frecv este un grup de proteine proteina G Atasata pe partea int a receptorului. Are 3 componente :(activatoare) si situate

aproape de receptor In interiorul citoplasmei componenta indeplineste diferite fct

Deschide canale ionice

Genereaza AMPc sau GMPc cu act pe metab neuronal

Activarea de enzime cel

Activarea transcriptiei genetice proteine noi Excitatia se dat :se deschid canalele de Na, conductanta prin canalele de Cl su K, (+)activ celulare ce duce la nr de receptorii excitatorii

Inhibitia se dat : deschiderea canalelor de Clelectronegativitatea, conductanta ptKspre sp extracel, activareaunor rc enzimaticicare inhiba fct metabolice aleneuronului


21/31


22/31

Exista neurotransmitatorii cu molec mica si act rapida sineuropeptide cu molecula mare si actiune lenta

Neurotransmitatorii cu molec mica sunt sintetiz in citosolul term preS, seacumuleaza in vezicule

In urama unui PA se elibereaza simultan neurotransmitatoriul

Acetilcolina este secretata de neuronii localizati in : Cel piramidale mari din cortexul cerebral Ggl bazali

Neuroni motori di muschi scheletici Nn preggl din sistemul nervos autonom

Nn postggl ai SNP si nn postggl ai SNS

Are efect (+) cu exceptia ef (-) la niv cardiac prin n.vag

Norepinefrina nn din trunchiul cerebral si hipotalamus, nnpostggl ai SNS. Rol (+) sau (-)

Glutamatul terminatile presinaptice ale cailor senzoriale siregiunii ale cortexului cerebral. Rol : (+)


23/31

Dopamina nn de la niv subs negre. Efect (-) Glicina seelibereaza in special in sinapsele de la niv maduvii

nspinarii. Efect (-)

GABA (ac. aminobutiric) la niv maduvii spinarii, cerebel, gglbazali si zone corticale. Efect (-)

Serotoninann trunchiului cerebral ce se proiecteaza spre SNC sispinal. Efect (-) pt caiile de transmitere a durerii, somn si starea dedispozitie

Oxidul nitric in zonele creierului responsabile pt memorie petermen lg si comportament La niv neuronal act pe fct metabolice ce influienteaza excitabilitatea nervoasa

Neuropeptidele sintetiz in ribozomii corpului neuronal RE

ap Golgi La ac nivel neuropeptidele sunt depoz in vezicule Veziculele cu neuroT sunt transp in terminatiile fibrelor nervoase de curentii

citoplasmatici axonali. In urma PA veziculele elib neuroT Au act lenta si de lunga durata


24/31

Sindroame clinice Boala Parkinson degenerarea nn dopaminergici din subs

neagra si abolirea secretiei de dopamina la niv nc caudat si alputamenului. Siptomatologie : rigiditate musculara, tremor involuntar cu orata de

3-6cicluri/sec, achinezieTratament : L-Dopa amelioreaza rigiditatea, L-Deprenyl (-)

monoamin-oxidaza enz responsabila pt distrugerea dopaminei Boala Huntington (coreea) boala ereditara, 30-40ani, se

caracterizeaza prin miscari bruste cauzate de contr unor mmindividuali apoi prin miscarii distorsionate. Se dat degenerari

nn gabaergici din nc caudat si putamen si a nn colinergici dinnumeroase arii cerebrale (dementa) Gena anormala induce sinteza unei proteine anormale

huntingtina in structura careia se afla reziduri de glutamina


25/31

Depresia si psihozele maniaco-depresive reducerea sintezeila niv cerebral a norepinefrinei si/sau serotoninei Spt : tristete marcata, nefericire, disperare si suferinta emotionala,

insonmie, inapetenta, agitatie psihomotorie In trinchiul cerebral (locus ceruleus), nn secreta norepinefrina iar nn

din nucleii rafeului secreta serotonina Medicamentele ce (-) elib de noriepinefrina si serotonina depresie

Schizofrenia disfunctie al sistemului dopaminergic. Existahipersecretie la niv nn din sist dopaminergic mezolimbic zone implicate in controlul comportamentului La niv lobilor prefrontali sinapsele (+) de glutamat isi pierd

resposivitatea

Boala Alzheimer imbatranirea prematura a creierului. Este oafectiune neurodegenerativa progresiva cu ev letala. Histopatologic cant de peptid amiloid la niv creierului placi

de amiloid cu un ce variaza de la 10 pana la cateva sute de


26/31


27/31

Excitatia neuronala PR in corpul celular neuronal -65mV ceea ce va det excitabilit

membranei neuronale

In soma exista o solutie electrolitica cu conductanta inalta ceea ce vadet ca orice modif a PA intr-o regiune sa fie transmisa in orice pct alsomei sumatia semnalelor

Potentialul postsinaptic excitator (EPSP) Cand un neuroT excitator este elib in fanta, ac actioneaza pe rec.postS si

permeabilitatea pt Na -45mV Ac a PMEPSP si se dat descarcarii simultane a numeroase terminatii : 40-

80 sau in succesiune rapida La niv axonului, membrana contine de 7 ori mai multe canale de Na reglate

electric

Inhibitia neuronala sinapsele inhibitorii deschid canalele de Cl -70mV hiperpolarizare (-) neuronului. electonegativitatii peste PR potential postsinaptic inhibitor(IPSP) (-)presinaptica este produsa prin eliberarea unei subst inhib la supr ext a fibrelor

presinaptice. GABA care deschide canalele anionice

(-)preS se produce la niv caiilor senzoriale


28/31


29/31

Sumatia spatialaef de sumatie apotentialelor postsinaptice simultane prinactivarea unor terminatii multiple localiz la nivunei arii intinse a suprafetei membranareneuronale

Sumatia temporalaneurotransmitatorul elib

deschide canalele membr timp de 1milisec.Potentialele postS persista 15milisecIn consecinta o alta deschidere a acelorasi canale

poate amplifica pot postS la care se adauga si rata de (+) sumatia temporala

Facilitarea neuronalapot de membrana esteaproape de pragul de declansare a stimulului


30/31

DENDRIDELEconducerea electrotonica

La niv dendridelor nu se pot transmite PA deoarece contin

canale de Na reglate electric Transmit semnale catre corpul celular neuronal in mod

electrotonic

Transmiterea curentului propagarea directa a curentuluielectric prin conducerea ionilor in lichidele din int dendridelorfara generarea de PA

Scaderea pot de membrana pe masura ce acesta se propaga de-

a lg dendridelor spre soma este conducerea descrescatoare Sinapsele localiz in apropierea somei au un efect mult mai

pronuntat in ceea ce priveste (+) sau (-) neuronului

comparativ cu cele localiz la distanta


31/31

sistem nervos sinapse

Documents

Transcript of sistem nervos sinapse