מערכת העצבים

Question 1

מהי מערכת העצבים המרכזית?

Answer 1

המוח ועמוד השדרה.

Question 2

מהי מערכת העצבים הפריפריאלית?

Answer 2

תאי עצב שנמצאים בשאר הגוף שהוא לא המוח ועמוד השדרה. מחולקת למערכת סומטית (על איברים שיש לנו שליטה עליהם) ולמערכת אוטונומית (שמעצבבת את האיברים הפנימיים שאין לנו שליטה עליהם)

Question 3

מהו הבדל בין המערכת המרכזית למערכת הפריפריאלית?

Answer 3

מערכת העצבים הפריפריאלית יכולה לחדש את עצמה, בעוד מערכת העצבים המרכזית לא, וכל שינוי בה הוא בלתי הפיך.

Question 4

מהו מבנה הנוירון?

Answer 4

הנוירון בנוי מגוף התא, שרובו הוא גרעין התא שבו נמצא הדנ״א. השלוחות של התא הם הדנדריטים והאקסונים.
לא לכל הנוירונים יש שלוחות, אבל אם יש אז יש רק אקסון אחד, ויכולים להיות יותר מדנדריט אחד.
גוף התא נקרא גם הסומה.
אל הדטדריט מגיע הקלט, והאקסון פולט את הפלט.
היכווניות בנוירון היא דנדריט -> גוף התא -> אקסון

Question 5

מהי סינפסה?

Answer 5

איזור המפגש בין תא עצב לתא מטרה כלשהו (יכול להיות גם תא עצב).
תא העצב יקרא הצד הפרה-סינפטי, ואם תא המטרה הוא תא עצב הוא יקרא צד פוסט-סינפטי.
בסינפסה מתבצע מעבר מידע והעברת סיגנלים בין התא הפרה-סינפטי לתא המטרה.

Question 6

מהם שלושת סוגי חלבוני הממברנה?

Answer 6

חלבונים אינטגרליים- חלבונים שהמבנה הכימי שלהם ממש בנוי לתוך הממברנה.
חלבונים פרפיאליים- חלבונים שיכולים להקשר לחלבוני הממברנה או לקצוות הממברנה עצמה ובכך להעברת סינגל אל התא.
חלבונים מעוגני ליפיד- חלבונים שמעוגנים לממברנה בליפיד אחד, בד״כ יכולים לזוז ולהעביר סינגל.

Question 7

מהי דיפוזיה?

Answer 7

תנועה אקראית של חלקיקים מריכוז גבוה לריכוז נמוך עד להשוואת ריכוזים. זהו תהליך שלא צורך אנרגיה.

Question 8

מהו שיווי משקל?

Answer 8

מצב שבו יש איזון ריכוזים של כל הצדדים במערכת.

Question 9

כיצד ניתן לגרום לדיפוזיה לקרות מהר יותר?

Answer 9

על ידי השקעת אנרגיה. למשל על ידי חימום.

Question 10

מהו מפל ריכוזים?

Answer 10

ההבדל בריכוז של חומר בין שני איזורים. חומרים נעים באופן טבעי עם מפל הריכוזים, כמו למשל בתהליכים כמו דיפוזיה. על מנת ללכת נגד מפל הריכוזים דרושה השקעה של אנרגיה.

Question 11

מהם חלבוני הנשא בממברנה - משאבות, תעלות יונים וטרנספורטרים?

Answer 11

שלושתם הם חלבונים שיושבים על הממברנה ומטרתם היא לאפשר מעבר של חומרים. כל אחד עושה זאת בדרך שונה.
משאבות משתמשות באנרגיית ATP על מנת לאפשר מעבר של חומרים נגד מפל הריכוזים שלהם.
תעלות יונים מאפשרת מעבר פסיבי של חומרים לפי מפל הריכוזים שלהם ללא צורך באנרגיה.
טרנספורטרים מעבירים חומרים בצורה מבוקרת, לפעמים אקטיבי ולפעמים פסיבי. מתחלקים לשני סוגים - סימפורטר ואנטיפורטר.

Question 12

מהם יונים?

Answer 12

אטומים שקיבלו אלקטרון (וכעת מטענם שלילי), או איבדו אלקטרון (וכעת מטענם חיובי). אנחנו מתמקדמים לרוב באשלגן, נתרן וכלור (בהמשך גם בסידן).

Question 13

מהם סימפורטר ואנטיפורטר?

Answer 13

סוגים של טרנספורטרים.
סימפורטר מעביר שני חומרים ביחד באותו הכיוון. הוא משתמש באנרגיה שנפלטת ממעבר של חומר אחד כדי להעביר את החומר השני.
אנטיפורטר מעביר שני חומרים בכיוונים מנוגדים. גם פה הוא משתמש באנרגיה שנפלטת ממעבר של חומר אחד על מנת להעביר את החומר השני.

Question 14

אילו כוחות פועלים על כל חומר?

Answer 14

כל חומר דוחה את עצמו ודוחה מולקולות אחרות של אותו חומר. (כוחות כימיים)
כוחות חשמליים - פלוס דוחה פלוס ומושך מינוס, מינוס דוחה מינוס ומושך פלוס.
כוח דיפוזי

Question 15

מהי משאבת נתרן-אשלגן ומהו תפקידה?

Answer 15

משאבת נתרן אשלגן אחראית על שמירה על מפלי ריכוזים. היא מעבירה את הנתרן והאשלגן נגד כיוון מפלי הריכוזים שלהם ובכך יוצרת ריכוז גבוה של שניהם כל הזמן.
על כל מחזור פעולה של המשאבה: 3 יוני נתרן יוצאים מהתא, 2 יוני אשלגן נכנסים אל התא,
ATP מתפרק לADP
מה שמספק את האנרגיה הדרושה להתליך.

Question 16

מהן תעלות יונים ללא שער - non gated?

Answer 16

תעלות שפתוחות תמיד ולא נדרש משהו מיוחד כדי לפתוח אותן. הן מאפשרות מעבר של יונים מצד לצד.

Question 17

מהן תעלות יונים עם שער - gated?

Answer 17

תעלות יונים עם שערים שנפתחים רק כתגובה לסינגל כלשהו. למשל יש תעלות תלויות מתח, תעלות תלויות ליגנט. תעלות אלו אחראיות על יצירת הפוטנציאלים המדורגים.

Question 18

מהו שיווי משקל של יון?

Answer 18

יון נמצא בשיווי משקל כאשר סך הכוחות החשמליים וסך הכוחות הכימיים שווים משני צידי הממברנה.

Question 19

מהו שיווי משקל של מערכת?

Answer 19

המערכת נמצאת בשיווי משקל במצב שבו סך הכוחות החשמליים וסך הכוחות הכימיים שלה שווים משני צידי הממברנה.

Question 20

מהו פוטנציאל הממברנה?

Answer 20

מתח בתוך התא חלקי מתח מחוץ לתא.

Question 21

מהי משוואת נרנסט ומה ניתן להסיק ממנה?

Answer 21

משוואת נרנסט מחשבת את המתח שבו יון מסוים נמצא בשיווי משקל, כלומר הנקודה שבה הכוח הדיפוזי (מהפרש הריכוזים) והכוח החשמלי מאזנים זה את זה, כך שאין תנועה נטו של היון דרך הממברנה.

Question 22

מהו פוטנציאל מנוחה?

Answer 22

הפוטנציאל בו הממברנה שרויה באופן טבעי.
בנוירון נמדוד מתח שלילי בתוך התא לעומת חוץ התא, ולכן פוטנציאל המנוחה הוא שלילי

Question 23

מה זה דפולריזציה והיפרפולריזציה?

Answer 23

דפולריזציה- מצב בו פוטנציאל הממברנה נהיה חיובי יותר.
היפרפולריזציה- מצב בו פוטנציאל הממבנה נהייה שלילי יותר.

Question 24

מהו מצב יציב - steady state?

Answer 24

יונים כל הזמן נעים פנימה והחוצה, אך המשאבות מחזירות אותם למקומם ושומרות על מפלי הריכוזים. כדי לקיים מצב יציב, התא משקיע אנרגיה (ATP) במשאבות, כמו משאבת נתרן-אשלגן. מצב זה נקרא מצב יציב, כי כל יון נמצא במיקום הכי “נוח” מבחינה פיזיקלית, תוך התחשבות ביונים האחרים.

Question 25

מהו הכוח המניע של יון וכיצד הוא מחושב?

Answer 25

ההפרש בין מתח הממברנה בפועל לבין פוטנציאל שיווי המשקל של היון. אם הוא חיובי- היון ירצה לנוע החוצה מהתא אם הוא שלילי- היון ירצה לנוע לתוך התא אם הוא 0- לא תהיה תנועה של היון

Question 26

מה ההבדל בין נגדים לטור ונגדים במקביל ואיך מתבצעת הקבלה לממברנה?

Answer 26

נגדים בטור- עלייה בהתנגדות וירידה במוליכות. אם זה היה קורה בהקשר של תעלות בממברנה, היה מצב שבו היונים צריכים בכל התעלות אחת אחרי השניה, וזה לא המצב. נגדים במקביל- ירידה בהתנגדות ועלייה במוליכות. כהקבלה לתעלות בממברנה, הנגדים הם התעלות והם אכן יושבים על הממברנה ״במקביל״. כלומר, יותר תעלות פתוחות = יותר מוליכות ופחות התנגדות.

Question 27

מה תפקיד הממברנה בהקבלה למעגל חשמלי?

Answer 27

הממבנה היא כמו הקבל, היא חומר מבודד שלא עוברים דרכו חומרים (וזרם) ונצברים משני צדדיו מטענים.

Question 28

מהו קבוע הזמן?

Answer 28

משפיע על הקצב בו מתח הממברנה משתנה. בזמן גדילה הוא קובע כמה מהר המתח יתקרב לערך החדש, ובזמן דעיכה הוא קובע כמה לאט המתח יחזור לקדמותו.

Question 29

כיצד קבוע הזמן משפיע על הנוירון?

Answer 29

בדנדריטים קבוע הזמן קובע את אורך הזמן שבו קלטים נותרים משפיעים לפני שהם דועכים. קבוע זמן גדול יותר מאפשר ליותר קלטים להצטבר וליותר קלטים להיסכם. באקסונים קבוע הזמן קובע כמה מהר פוטנציאל הפעולה נוצר. קבוע זמן קטן יותר מאפשר תגובה מהירה יותר לשינויים במתח.

Question 30

מהו קבוע המרחק?

Answer 30

מתאר כמה רחוק שינוי במתח הממברנה יכול להתפשט לאורך הנוירון לפני שהוא ידאך. בכל מקרה, שינוי במתח הנוירון דועך לאורך המרחק עקב התנגדות פנימית מהציטופלזמה ודליפות של יונים.

Question 31

כיצד קבוע המרחק משפיע על הנוירון?

Answer 31

בדנדריטים קבוע המרחק קובע עד כמה אותות שנוצרו רחוק יכולים להשפיע על גוף התא. באקסון קבוע המרחק משפיע על האופן שבו פוטנציאל הפעולה מתשפט לאורך האקסון.

Question 32

כיצד ניתן להגדיל את קבוע המרחק?

Answer 32

הגדלת התנגדות הממברנה ו/או הגדלת הקוטר (של הדנדריט או של האקסון) מה שמוריד את ההתנגדות הפנימית.

Question 33

כיצד קבוע המרחק וקבוע הזמן משפיעים על הסכימה בנוירון?

Answer 33

קבוע המרחק משפיע על היכולת של אותות ממיקומים שונים להשפיע על גוף התא, וקבוע הזמן משפיע על היכולת של אותות שמתקבלים בזמנים שונים להיסכם עד להגעת הסף של פוטנציאל הפעולה.

Question 34

מהם השלבים בהיווצרות פוטנציאל פעולה?

Answer 34

שלב ראשון- חציית מתח הסף מוביל לתעלות נתרן תלויות מתח להפתח. תחילה רק חלק מהתעלות יפתחו, מה שיוביל לעלייה במתח, מה שיוביל לעוד פתיחה של תעלות (זהו מעגל שנקרא משוב חיובי). פתיחת תעלות הנתרן גורמת לדפולריזציה. שלב שני- פתיחה של תעלות אשלגן תלויות מתח. השינוי במתח החשמלי גורם לפתיחה של תעלות אשלגן, מה שגורם בתורן לירידה חדה במתח החשמלי. שלב שלישי- תעלות הנתרן תלויות המתח יכנסו למצב אל אינאקטיבציה כתגובה למתח ששרוי. כתוצאה מכך הנוירון נכנס לתקופה רפקטורית, משמע הנוירון לא יוכל ליצור פוטנציאל פעולה לא משנה כמה גבוה יהיה המתח (לתקופה). שלב רביעי- תעלות האשלגן נשארות פתוחות מה שגורם להיפרפולריזציה. שלב חמישי- תעלות האשלגן מתחילות להסגר, ובינתיים תעלות הנתרן יוצאות מהאינאקטיבציה. שלב שישי- שלב האפטר היפרפולריזציה. תהיה תקופה שבה המתח יהיה שלילי יותר מפוטנציאל המנוחה כי לוקח זמן עד שכל תעלות הנתרן נסגרות.

Question 35

מהן התכונות הפסיביות המרכזיות של הנוירון לעומת התכונה האקטיבית המרכזית?

Answer 35

תכונות פסיביות- טעינה ודעיכה איטית של אנרגיה כתוצאה מההקבלה של ממברנה לקבל. טעינה ודעיכה כתלות של קבוע הזמן וקבוע המרחק. תכונה אקטיבית- שימוש פוטנציאל הפעולה לאורך האקסון.

Question 36

מהם שלושת חסמי התעלות שלמדנו עליהם ואילו תעלות כל אחד מהם חוסם?

Answer 36

TTX חוסם תעלות נתרן TEA, 4AP חוסמי תעלות אשלגן

Question 37

מהי התקופה הרפקטורית האבסולוטית ובאיזה שלב היא קוראת ביצירת פוטנציאל פעולה?

Answer 37

התקופה הרפקטורית האבסולוטית היא השלב השלישי ביצירת פוטנציאל פעולה, והיא השלב שבו תעלות הנתרן נחסמות לתקופה מסויימת שבמהלכה לא ניתן לייצר עוד פוטנציאל פעולה לא משנה איזה גירוי חזק יתקבל.

Question 38

מהי התקופה הרפקטורית היחסית ובאיזה שלב היא קוראת ביצירת פוטנציאל פעולה?

Answer 38

התקופה הרפקטורית היחסית קוראת בשלב האחרון של יצירת פוטנציאל פעולה, שבה מתח הממברנה שלילי יותר מהרגיל מפני שסגירה איטית של תעלות אשלגן מביאה למצב של היפרפולריזציה. בתקופה זו אפשרי ליצור פוטנציאל פעולה, אך הוא יצטרך להיות במתח ״גדול״ יותר מהרגיל.

Question 39

איך עובד תהליך האינאקטיבציה של תעלות נתרן תלויות מתח?

Answer 39

רק לתעלות נתרן יש שער של אינאקטיבציה. כשעולה המתח שער האקטיבציה ייפתח, ונתרן יזרום לתוך התא. לאחר זמן קצר שער האינאקטיבציה יסגר (כלומר התעלה תכנס לאינאקטיבציה). במהלך ההיפרפולריזציה, שער האינאקטיבציה יפתח ושער האקטיבציה ייסגר (כלומר יחזור למצבו המקורי).

Question 40

האם כל הנוירונים יורים פוטנציאל פעולה?

Answer 40

לא, יש נוירונים קצרים שמסתפקים בהולכה פסיבית ולא צריכים לייצר פוטנציאל פעולה בעצמם. זה קורה בעיקר בנוירונים לא ארוכים.

Question 41

מהן התכונות של פוטנציאל פעולה?

Answer 41

אירוע בינארי של ה״הכל או כלום״. זה אירוע רגנרטיבי, כלומר אירוע מתחדש. כל שלב בתהליך גורם לשלב הבא לקרות. זהו אירוע חד כיווני, שמתחיל מגוף התא ונע אל עבר האקסון. זה קורה באמצעות התקופה הרפקטורית שמונעת את הכיווניות ההפוכה.

Question 42

מהי מעטפת המיאלין וכיצד היא תורמת להולכת פוטנציאל פעולה?

Answer 42

מיאלין היא מעטפת שנוצרת על ידי תאי גליה שנקראים אוליגודנדרציטים במערכת העצבים המרכזית. מיאלין הוא חומר מבודד אפקטיבי מפני שהוא מגדיל את התנגדות הממברנה ומקטין את הקיבול, מה שמאפשר הולכה פסיבית של זרם למרחקים ארוכים. במערכת העצבים הפריפריאלית תאי שוואן הם אלה שיוצרים את המעטפת המבודדת הזו.

Question 43

כיצד המיאלין משפיע על קבוע המרחק וקבוע הזמן?

Answer 43

המיאלין מקטין את הקיבול, מה שמגדיל את קבוע המרחק ומקטין את קבוע הזמן.

Question 44

מהם מרווחי רוויאר ובמה הם מתאפיינים?

Answer 44

אלו מרווחים שבין הקטעים באקסון שעטופים במיאלין. מוורחים אלה מתאפיינים בכמה דברים: יש להם ריכוז גבוה של תעלות תלויות מתח של נתרן ושל אשלגן, ויש להם משאבות יונים (שתורמות לשמירה על ריכוז היונים ושמירה נגד דליפות).

Question 45

כיצד מרווחי רוויאר תורמים להולכת פוטנציאל הפעולה לאורך האקסון?

Answer 45

בשל אופיים של מרווחי רוויאר, הם מקום מעולה שבו אפשר לחדש את פוטנציאל הפעולה. לכן אכן מתחדש באיזורים אלו פוטנציאל פעולה על מנת שתתאפשר הולכה לאורך כל האקסון.

Question 46

מהו החומר הלבן במוח ומהו החומר האפור במוח?

Answer 46

לרוב בחומר הלבן במוח נמצאים האיזורים שעטופים במיאלין, כלומר האקסונים של הנוירונים. בחומר האפור נמצאים לרוב כל שאר התאים וכל חלקי התאים האחרים.

Question 47

איפה נוצר פוטנציאל הפעולה הראשוני בנוירון?

Answer 47

פוטנציאל הפעולה נוצר במקום שנקרא AIS - Axon Initial Segment והוא ממוקדם בתחילת האקסון. האיזור מאופיין בתעלות נתרן ואשלגן תלויות מתח רבות. סף פוטנציאל הפעולה משתנה מנוירון לנוירון, והסף תלוי בתכונות של איזור זה.