Ηλεκτρικά σήματα στο νευρικό σύστημα-δυναμικό ενέργειας

Question 1

απο τι επηρεαζεται το δυναμικο ηρεμιας της μεμβρανης;

Answer 1

1) Την άνιση κατανομή των ιόντων μεταξύ του εξωκυττάριου υγρού
(περισσότερο Να +, Cl- και Ca2+) και του κυτταροπλάσματος (περισσότερο Κ+)
2) Τη διαφορά διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης στα ιόντα αυτά (σε ηρεμία η κυτταρική μεμβράνη είναι πιο διαπερατή στα ιόντα Κ+)

Question 2

τι συμβαινει αν αυξηθει η διαπερατοτητα της μεμβρανης στο νατριο;

Answer 2

Εάν αυξηθεί η διαπερατότητα της μεμβράνης στο Να + αυτό εισέρχεται στο κύτταρο & προσθέτει επιπλέον θετικό φορτίο (Να +) στο ΕΝΔΟκυττάριο υγρό οπότε η κυτταρική μεμβράνη ΕΚΠΟΛΩΝΕΤΑΙ (depolarizes) δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα

Question 3

τι συμβαινει εαν αυξηθει η διαπερατοτητα της μεμβρανης στα ιοντα καλιου;

Answer 3

Εάν αυξηθεί η διαπερατότητα της μεμβράνης στα ιόντα Κ+ τότε θετικό φορτίο
(Κ+) χάνεται από τον ΕΝΔΟκυττάριο χώρο και το δυναμικό της κυτταρικής
μεμβράνης γίνεται πιο αρνητικό ΥΠΕΡΠΟΛΩΝΕΤΑΙ (hyperpolarizes)

Question 4

ποιοι ειναι οι τροποι αλλαγης της διαπερατοτητας της μεμβρανης;

Answer 4

1) Ανοίγουν ή κλείνουν υπάρχοντες δίαυλοι ιόντων στην κυτταρική μεμβράνη
(ταχεία μέθοδος αλλαγής της διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης).
2) Τοποθέτηση νέων διαύλων ιόντων στην κυτταρική μεμβράνη ή απομάκρυνση υπάρχοντων διαύλων ιόντων από την κυτταρική μεμβράνη
(πιο αργή μέθοδος αλλαγής της διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης)

Question 5

ποιοι ειναι οι κυριοι τυποι ελεγχομενων διαλων ιοντων στην μεμβρανη;

Answer 5

1) Μηχανικά-ελεγχόμενοι δίαυλοι ιόντων: βρίσκονται στους αισθητικούς
νευρώνες και ανοίγουν ως απόκριση σε φυσικές δυνάμεις (π.χ. πίεση).
2) Χημειο-ελεγχόμενοι δίαυλοι ιόντων: βρίσκονται στους περισσότερους νευρώνες
& απαντούν σε διάφορους συνδέτες (π.χ. εξωκυττάριοι νευροδιαβιβαστές).
3) Τασεο-ελεγχόμενοι δίαυλοι ιόντων: απαντούν σε αλλαγές στο δυναμικό της κυτταρικής μεμβράνης. Οι τασεο ελεγχόμενοι δίαυλοι Να+ & Κ+ παίζουν σημαντικό ρόλο στην έναρξη & την αγωγή των ηλεκτρικών σημάτων κατά μήκος του άξονα.

Question 6

τι ονομαζουμε ενεργοποιηση διαυλου;

Answer 6

• Ενεργοποίηση διαύλου ονομάζεται η διάνοιξη του για να επιτραπεί η ροή των ιόντων δια του ανοιχτού διαύλου

Question 7

τι συμβαινει στα διαβαθμισμενα δυναμικα;

Answer 7

• είναι σήματα ποικίλης δύναμης που προχωρούν σε μικρή απόσταση στο
  κύτταρο και χάνουν τη δύναμή τους καθώς προχωρούν.
• χρησιμοποιούνται για επικοινωνία σε μικρές αποστάσεις.
• Εάν ένα εκπολωμένο διαβαθμισμένο δυναμικό είναι αρκετά ισχυρό όταν φτάσει
  στη ζώνη πυροδότησης σε ένα νευρώνα (η ζώνη πυροδότησης περιέχει μεγάλη
  συγκέντρωση τασεο-ελεγχόμενων διαύλων Να+ στη μεμβράνη), τότε το
  διαβαθμισμένο δυναμικό προκαλεί ένα δυναμικό ενέργειας.

Question 8

ποια ειναι τα ειδη διαβαθμισμενων δυναμικων;

Answer 8

1) υποουδικο: ξεκινα πανω απο τον ουδο αλλα μειωνεται σε ενταση καθως ταξιδευει στο κυτταρικο σωμα. Στη ζωνη πυροδοτησης ειναι κατω απο τον ουδο και δεν εκκινει δυναμικο ενεργειας.
2)υπερουδικο: ειναι πανω απο τον ουδο τη στιγμη που φτανει στη ζωνη πυροδοτησης με αποτελεσμα τη δημιουργια δυναμικου ενεργειας

Question 9

τι ειναι τα δυναμικα ενεργειας;

Answer 9

• αποτελούν βραχείες έντονες εκπολώσεις που προχωρούν για μεγάλες αποστάσεις στο νευρώνα χωρίς να χάσουν την έντασή τους.
• η λειτουργεία τους είναι η ταχεία μεταφορά του ηλεκτρικού σήματος σε
  μεγάλες αποστάσεις (π.χ. από ένα δάκτυλο του ποδιού στον εγκέφαλο).
• χαρακτηρίζονται ως «όλον ή ουδέν» φαινόμενο γιατί είτε θα συμβούν ως μέγιστη εκπόλωση (εάν το ερέθισμα φτάσει τον ουδό), είτε δε θα συμβούν καθόλου (εάν το ερέθισμα είναι κάτω από τον ουδό).

Question 10

τι συμβαινει στην απολυτη ανερεθιστη περιοδο;

Answer 10

• ΔΕΝ πυροδοτούνται δυναμικά ενέργειας κατά τη διάρκεια της.
• όταν ξεκινήσει ένα δυναμικό ενέργειας ΔΕΝ μπορεί να ξεκινήσει ένα δεύτερο δυναμικό ενέργειας για 1-2 msec από το πρώτο ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλο είναι το ερέθισμα.
• αντικατοπτρίζει το χρόνο που απαιτείται για τις πύλες των διαύλων Να +
  να επανέλθουν στην κατάσταση ηρεμίας τους

Question 11

τι συμβαινει λογω της απολυτης ανερεθιστης περιοδου;

Answer 11

• ΔΕΝ μπορεί να ξεκινήσει ένα δεύτερο δυναμικό ενέργειας μέχρι να τελειώσει το πρώτο.
• τα δυναμικά ενέργειας που κινούνται ΑΠΟ τη ζώνη πυροδότησης ΠΡΟΣ την απόληξη του άξονα:
  (i) ΔΕΝ μπορούν να αλληλεπικαλυφθούν και
  (ii) ΔΕΝ μπορούν να κινηθούν αντίθετα (ΔΕΝ μπορούν να κινηθούν από την απόληξη του άξονα προς τη ζώνη πυροδότησης).

Question 12

τι συμβαινει στη σχετικη ανερεθιστη περιοδο;

Answer 12

• ακολουθεί την απόλυτη ανερέθιστη περιόδο.
• κάποιοι δίαυλοι Να
  + (αλλά όχι όλοι) έχουν επανέλθει στην αρχική
  τους κατάσταση.
• οι δίαυλοι Κ
  + είναι ακόμη ανοιχτοί.
• μπορεί να πυροδοτηθεί δυναμικά ενέργειας κατά τη διάρκεια της, αλλά θα είναι μικρότερου μεγέθους από το φυσιολογικό

Question 13

τι περιγραφει η αναπηδωσα αγωγιμοτητα;

Answer 13

ΑΝΑΠΗΔΩΣΑ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ: αναπήδηση του δυναμικού ενέργειας από κόμβο Ranvier σε κόμβο Ranvier. Έτσι η αγωγή του δυναμικού ενέργειας είναι ταχύτερη στους άξονες που περιβάλλονται από μυελίνη

Question 14

τι συμβαινει στις απομυελινωτικες νοσους (πχ σκληρυνση κατα πλακας);

Answer 14

οι ασθενειες μειωνουν ή αναχαιτιζουν την αγωγη οταν το δυναμικο διαρρεει εξω απο τις πριν μονωμενες περιοχες μεταξυ των κομβων.

η απωλεια δυναμικου μειωνει την αγωγη και μπορει να οδηγησει σε αποτυχια του δυναμικου ενεργειας

Question 15

Πως τερματιζεται η δραση των νευροδιαβιβαστων;

Answer 15

οταν οι νευροδιαβιβαστες καταστρεφονται, προσλαμβανονται απο τα κυτταρα ή διαχεονται μακρια απο τη συναψη

Question 16

τι συμβαινει σε ενα αποκλινον μονοπατι;

Answer 16

ενας συναπτικος νευρωνας συνδεεται ωστε να επηρεαζει εναν μεγαλυτερο αριθμο μετασυναπτικων νευρωνων

Question 17

τι συμβαινει σε ενα συγκλινον μονοπατι;

Answer 17

πολλοι προσυναπτικοι νευρωνες παρεχουν εισερχομενο ερεθισμα για να επηρεασουν ενα μικροτερο αριθμο μετασυναπτικων νευρωνων.