מערכת העצבים Flashcards
מבנה בסיסי של נוירון וחלקיו הפונקציונליים
- גוף התא- שם נמצאים הגרעין ואיברוני התא.
- דנטרינטים- שלוחות שיוצאות מגוף התא. בדרך כלל בולטות כמו אנטנות להגדלת שטח הפנים לקבלת אותות מנוירונים אחרים. הדנטרינים נושאים אותות לכיוון גוף התא.
- אקסון\ סיב עצב- הרחבה בודדה, מוארכת שמוליכה פוטנציאל פעולה הרחק מגוף התא.
- axon hillock-החלק הראשון של האקסון יחד עם האיזור של גוף התא שממנו יוצא האקסון.
- Axon terminals- הסוף המסועף של האקסון.
Input zone-
גוף התא והדנטרינטים. זה האיזור שבו פוטנציאל מדורג נוצר בתגובה לאירוע מעורר.
Triger zone-
- האקסון הילוק, בגלל שבאיזור הזה פוטנציאל הפעולה מתחיל, על ידי פוטנציאל מדורג שמספיק גדול.
Conducting zone-
- האקסון עצמו.
Output zone-
האקסון טרמינלס.
היכן יתחיל פוטנציאל פעולה בנוירון?
פוטנציאל פעולה יכול להתחיל רק בחלק של הממברנה שעשיר בתעלות תלויות מתח לנתרן.
באקסון הילוק פוטנציאל הסף הוא הנמוך ביותר בנוירון בגלל הצפיפות הגבוה של תעלות תלויות מתח לנתרן. מהסיבה הזאת, האקסון הילוק הוא באופן ניכר יותר תגובתי מהדנטרינטים או משאר גוף התא לשינויים בפוטנציאל, והוא הראשון להגיע לפוטנציאל הסף.
פוטנציאל פעולה שהתחיל באסון הילוק מועבר ממנו לקצה האקסון.
איך יתחיל פוטנציאל הפעולה בנוירון?
בדרך כלל, איזורים בתאים אקסיטביליים שבהם יש פוטנציאל מדורג, לא יעברו פוטנציאל פעולה בגלל שתעלות תלויות המתח לנתרן נמצאות שם בדלילות.
לכן, אתרים ש”מתמחים” בפונטציאל מדורג לא יעברו פוטנציאל פעולה.
יחד עם זאת, לפני שפוטנציאל פעולה תפוגג, הוא יכול לגרות פוטנציאל פעולה באיזור סמוך של הממברנה
בנוירון טיפוסי, פוטנציאל מדורג מתחיל בדנטריטים ובגוף התא בתגובה לאות כימי. אם לפוטנציאל המדורג יש עוצמה מספיקה עד לזמן שבו הוא מתפזר עד לאקסון הילוק, הפוטנציאל מדורג יתחיל פוטנציאל פעולה
הדחף העצבי מולך אוטומטית דרך האקסון מבלי גירוי נוסף בשני דרכים:
Contiguous conduction
Saltatory conduction
הולכה עוקבת
הולכה של פוטנציאל הפעולה לאורך כל חלקה של הממברנה, המורד אורך האקסון.
- הממברנה באקסון הילוק בשיא פוטנציאל הפעולה שלו.
- פנים התא חיובי באתר הפעיל בגלל שנתרן כבר נכנס פנימה.
- שאר האקסון עדיין בפוטנציאל מנוחה, ושלילי בתוך התא.
- על מנת שפוטנציאל הפעולה יתפשט מהאתר הפעיל לאתר הלא פעיל, האתר הלא פעיל חייב בצורה מסויימת לעבור דיפולריזציה לפוטנציאל הסף. הדיפולריזציה הזאת מושגת על ידי זרם מקומי מהאיזור שכבר עבר פוטנציאל פעולה, ולאיזור הלא פעיל הסמוך . (זהה לדרך שבה פוטנציאל מדורג עובר)
- הזרם המקומי הזה מנטרל חלק מהמטענים הלא מאוזנים באיזור הלא פעיל (כלומר, מפחית את המספר של המטענים המנוגדים שמפוזרים בין שני צדי הממברנה), ומפחית את הפוטנציאל.
- הדיפולריזציה הזו משפיעה במהירות על האתר הלא פעיל הסמוך, ומביאה את הפוטנציאל לפוטנציאל הסף- מה שמוביל לפתיחת תעלות תלויות המתח של הנתרן ולתהליך שתואר למעלה.
- בנתיים, האתר הפעיל המקורי חוזר לפוטנציאל מנוחה כתוצאה מנביעה של האשלגן.
- מעבר לאתר הפעיל החדש, יש אתר לא פעיל סמוך נוסף כך שהתהליך מחזורי עד שפוטנציאל הפעולה מגיע לקצה האקסון.
- מרגע שפוטנציאל הפעולה התחיל מקצה אחד של ממברנת התא של נוירון, סייקל מחזורי שמפעיל את עצמו מתחיל כך שפוטנציאל הפעולה מולך לשאר הסיב באופן אוטומטי.
חשוב- פוטנציאל הפעולה המקורי לא מטייל לאורך האקסון. אלא הוא מגרה פוטנציאל פעולה זהה חדש באיזור הסמוך של הממברנה. מכאן שפוטצניאל הפעולה בקצה האקסון זהה לפוטנציאל הפעולה בתחילת האקסון, בלי קשר לאורך האקסון.
תקופה רפרקטורית-
זמן שבו פוטנציאל פעולה חדש לא יכול להתחיל באיזור שהרגע עבר פוטנציאל פעולה בעצמו. מה שמבטיח שפוטנציאל הפעולה יתקדם בכיוון אחד.
לתקופה הרפרקטורית יש שני רכיבים:
- תקופה רפרקטורית אבסולוטית.
- תקופה רפרקטורית יחסית.
תקופה רפרקטורית אבסולוטית
כאשר חלק מממברנה עבר פוטנציאל פעולה, הוא לא יכול להתחיל פוטנציאל פעולה חדש, לא משנה כמה חזק המאורע המעורר שיוצר דיפלוריזציה.
מרגע שתעלות תלויות המתח של הנתרן עברו גירוי בפוטנציאל הסף על מנת להפתח, הן לא יכולות להפתח שוב, לא משנה כמה חזק הגירוי, עד שהן יעברו את הקונפיגורציה של “סגור אבל לא בעל יכולת להפתח”, ויעברו לקונפיקורציה של “סגור אבל בעל יכולת להפתח” (כאשר פוטנציאל המנוחה מושג מחדש)
תקופה רפרקטורית יחסית-
במהלכה פוטנציאל פעולה שני יכול להיות מופק, רק אם המאורע חזק מהרגיל באופן משמעותי.
התקופה הרפרקטורית היחסית מתרחשת אחרי שפוטנציאל הפעולה הושלם בגלל אפקט מכופל:
תעלות תלויות מתח לנתרן לא מותחלות בבת אחת כאשר מושג פוטנציאל הפעולה. כתוצאה מכך, פחות תעלות נתרן בעמדה להפתח בתגובה לאירוע חדש.
שנית, תעלות האשלגן תלויות המתח שנפתחו בשיא הפוטנציאל נסגרות באיטיות. בזמן הזה, הכניסה המועטה של נתרן (מועטה מבדרך כלל) “נסתרות” על ידי אשלגן שיוצא מהתא בזמן של ההיפרפולריזציה.
מכאן יש צורך שמאורע גדול מהרגיל יתרחש על מנת לקזז את ההיפרפולריזציה כתוצאה מתנועת האשלגן החוצה והבאת הממברנה לסף.
שתי המטרות העיקריות של התקופה הרפרקורית:
לוודא שההולכה של פוטנציאל הפעולה היא בכיוון אחד במורד האקסון.
לקבוע גבול עליון לתדירות של פוטנציאל הפעולה- כלומר, קובע את המספר המקסימלי של פוטנציאלי פעולה חדשים שיכולים להתחיל ולהיות מולכים לאורך סיב בזמן נתון.
פוטנציאל פעולה פועל בדרך של הכל או כלום
- מאורע מגרה חזק מהדרוש להבאת הממברנה לפוטנציאל הסף, לא ייצור פוטנציאל פעולה חזק יותר.
- מאורע מעורר חלש מהדרוש, לא יגרום לפוטנציאל פעולה בכלל.
ממברנה אקסיטבילית או מגיבה למאורע המעורר הפוטנציאל פעולה מקסימלי שמתפשט ללא הפחתת העוצמה לאורך הממברנה, או לא מגיבה עם פוטנציאל פעולה בכלל.
הסף מאפשר הבחנה בין גירוי חשוב ללא חשוב. גירוי חלש מדי לא יביא לפוטנציאל פעולה, ומכאן שלא יעמיס על מערכת העצבים על ידי העברת אות לא חשוב.
מהירות ההולכה
0.1-120 מטר לשניה
מהרגע שפוטנציאל הפעולה החל, המהירות שבו הוא יתקדם באקסון תלויה בשני גורמים:
- גודל הסיבים -סיבים גדולים ופרוקסימליים מוליכים מהר יותר מסיבים דקים ודיסטליים.
- גיל - אצל ילודים מהירות ההולכה איטית מאשר אצל בוגרים. אך גם כשמזדקנים יש ירידה במהירות ההולכה.
- אזור בגוף - מהירות ההולכה בגף העליון מהירה מזו שבגף התחתון.
- טמפ’ - ירידה מקומית בטמפרטורת הרקמה מורידה את מהירות ההולכה.
- סוג העצב עטף או לא במיאלין – המיאלין מבודד ומאפשר הולכה מהירה יותר של הסיגנל, שעובר בקפיצות (הולכה סלטטורית).
- קוטר סיב העצב – ככל שהוא עבה יותר הוא יוליך מהר יותר.
האם הולכת עוקבת היא עם מיאלין או ללא מיאלין?
הולכת עוקבת מתרחשת בסיבים ללא מיאלין.
חשיבות שכבת המיאלין
שכבת המיאלין מגבירה את מהירות ההולכת של פוטנציאל הפעולה:
סיב עטוף מיאלין, הוא אקסון המכוסה במיאלין- שכבה עבה שמורכבת בעיקר מליפידים, במרווחים קבועים לאורך האקסון.
בגלל שהיונים המסיסים במים אחראים לנשיאת הזרם דרך המבברנה, הם לא יכולים לעבור דרך המיאלין, שפועל כמו מבודד.
המיאלין לא חלק מהנוירון, אלא מורכב משני תאים יוצרי מיאילן שעוטפים עצמם סביב האקסון-
- תאי שוואן- ב
PNS. - Oligodendrocytes- בCNS.
nodes of Ranvier-
איזורים נטולי מיאלין בין המרווחים של המיאלין. חשופים לנוזל החוץ תאי. זרם יכול לעבור רק בחלקים האלה כדי ליצור פוטנציאל פעולה. תעלות תלויות המתח נמצאות האיזור זה בריכוז גבוה, בעוד האיזורים המכוסים במיאלין כמעט וללא תעלות אלה.
המרחק בין הצמתים של רנוויר קצר מספיק כך שזרם מקומי יוכל לזרום בין איזור פעיל לבין איזור לא לפני שהוא מתפוגג.
סיב ללא מיאלין
סיב ללא מיאלין, לעומת זאת, בעל צפיפות גבוהה יותר של תעלות אלה לכל אורכו
הכוונה היא לא שאין לגמרי מיאלין אלא שאין את המיאלין הרב שכבתי.
לדוג’ סיבים שאינם עטופים במיאלין הרב שכבתי - סיבים שמשפיעים על כאב.
הולכה סולטטורית
באיזורים בהם יש מיאלין, הדחף העצבי קופץ ממרווח למרווח, מדלג על החלק עטוף המיאלין של האקסון. התהליך הזה נקרא- הולכה סולטטורית.
הולכה מסוג זה היא מהירה יותר מהולכה עוקבת, בגלל שפוטנציאל הפעולה לא חייב להתחיל באיזורים עטופי המיאליןן, אלא רק במרווחים.
סיבים עטופי מיאלין הם גם משמרי אנרגיה. בגלל ששטף היונים, שמקושרים לפוטנציאל פעולה, תחומים רק לרווחים, המשאבות צורכות האנרגיה של נתרן-אשלגן מחזירות פחות יונים לצד שלהם.
מרכיבי הסינפסה- האנטומיה של הסינפסה
- Presynaptic neuron- הנוריון שדרך האקסון שלו מועבר האות.
- Postsynaptic neuron- הנוירון שדרך הדנטריטים שלו או גוף התא שלו נכנס האות.
- Synaptic knob- מעין גבשושיו על האקסון טרמינלס של הנוירון הפרה סינפטי. האיזור הזה מכיל וסיקולות המאחסנות שליחים כימי ספציפיים- נוירוטרנסמיטרים.
הנוירון הפרה סנמפטי מאוד קרוב, אך לא נוגע, בנוירון הפוסט סינפטי.
- Synaptic cleft- המרווח בין שני הנוירונים. המרווח רחב מדי על מנת להעביר זרם בצורה ישירה.
- Subsynaptic membrane- החלק של הממברנה של הנוירון הפוסטסינפטי שנמצא מיד מתחת לגבשושיות של האקסון.
Excitatory postsynaptic potential- EPSP
- השינוי הפוטנציאל של הנוירון הפוסטסינפטי שמתרחש בסינפסה אקסיטטורית.
מה ההבדל בין הגורמים שגורמים לפוטנציאל פעולה, לגורמים שגורמים לפוטנציאל איניבטורי או אקסיטטורי
- *ESPS ו ISPS**
- *נוצרים כתוצאה מתעלות תלויות שליח כימי. לעומת פוטנציאל פעולה שנוצר כתוצאה מתעלות תלויות מתח**
הנוירון הפוסטסינפטי יכול להגיע לפוטנציאל הסף על בשני דרכים:
- Temporal summation
- Spatial summation
presynaptic inhibition or facilitation
- לעתים, נוירון שלישי משפיע על הפעילות בין הנוירון הפרה סינפטי, לנוירון הפוסט סינפטי.
- הנוירון הפרה סינפטי עצמו, בחלק האקסון טרמנילס שלו, עשוי להיות מעוצבב על ידי אקסון טרמינלס אחר.
- הנוירוטרנסימטור שמשתחרר מהאקסון שמעצבב את הנירון הפרה סינפטי, נקשר לרצפטורים על הטרמינלס של הנוירון הפרה סינפטי
- הקישור משנה את הכמות של הנוירוטרנסימטור של הנוירון הפרהסינפטי בתגובה לפוטנציאל פעולה שיכיע אליו
presynaptic inhibition- אם כמות הנוירוטרנסימטור קטנה
presynaptic facilitation- אם כמות הנוירוטרנסימטור גדלה
אופן פעולת הסינפסה
- כאשר פוטנציאל פעולה מגיע לאקסון טרמינלס, השינוי המקומי הזה בפוטנציאל מגרה פתיחה של משאבות תלויות מתח לסידן בגבשושיות שעל האקסון טרמינלס.
- בגלל מפל הריכוזים, הסידן זורם לתוך הגבשושיות דרך התעלות.
- הסידן מקדם את שחרור הנוירוטרנסמיטר מהוסיקולות לתוך המרווח הסינפטי, על ידי תהליך של אקסוסיטוזיס.
- הנוירוטרנסמיטר ששוחרר עובר בדיפוזיה דרך המרווח הסינפטי ונקשר לרצפטורים ספציפים על ה-subsynaptic membrane.
- הרצפטורים הם חלק אינטגרלי של תעלות יונים ספציפיות. השילוב של רצפטורים ותעלות יוניות יוצר יחידה שנקראת-
- *receptor channel.** תעלות רצפטור.
- קשירת הנוירוטרנסימטור לתעלות הרצפטוריות גורם לתעלות להפתח, ובכך לשינוי חדירות הממברנה ליון מה שגורם לשינוי הפוטנציאל של הנוירון הפוסטסינפטי. אלו תעלות תלויות שליח כימי.
