AF1 Modul 2: Nervefysiologi Flashcards
Kunne beskrive nervesystemets inddeling i CNS og PNS og den overordnede funktion
Centralnervesystemet (CNS): Består af hjerne og rygmarv. Består af interneuroner, dvs. neuroner som KUN findes i hjerne og rygmarv.
-Hjernen: Modtager sensorisk information, bearbejder og initierer respons på informationen. Står for at lagre minder og generere tanker.
-Rygmarven: Forbindelse mellem hjernen og kroppen – leder signaler til og fra hjernen. Kontrollerer reflekser.
Det perifære nervesystem (PNS): Består af kranienerver, spinalnerver og perifære nerver. Består sensoriske neuroner og motoriske neuroner; neuroner som udløber fra CNS eller findes helt uden for CNS.
- Efferente neuroner (motorneuroner): Nerver fra CNS ud til kroppen.
- - Det somatiske nervesystem: Kontrollerer frivillige bevægelser (skeletmuskulatur).
- - Det autonome nervesystem (ANS): Kontrollerer ufrivillige responser i kroppen, herunder glat muskulatur, hjertemuskulatur, exokrine kirtler, nogle endokrine kirtler og nogle fedtvæv.
- - - Det sympatiske nervesystem: ”Fight or flight”-systemet.
- - - Det parasympatiske nervesystem: ”Rest or digest”-systemet.
- Afferente neuroner (sensoriske neuroner): Nerver fra kroppen til CNS.
I de senere år har man også haft fokus på det enteriske nervesystem i fordøjelseskanalen. Det er en underinddeling af ANS, men det kan fungere uafhængigt af CNS.
Kunne beskrive de vigtigste typer af gliaceller i nervesystemet og deres funktion
Gliaceller i CNS:
-Astrocytter: Astrocytter er talrigt til stede i CNS, og de er karakteriseret ved at have mange udløbere som kommunikerer med andre astrocytter gennem gap junctions. Astrocytter har støttefunktion og ernærer neuronerne ved at forsyne dem med metaboliske substrater til energiproduktion. De optager K+ og vand fra extracellulærvæsken i CNS. Astrocytter har også en vigtig rolle ifm. blodhjernebarrieren, har udløbere til endotelcellerne – øger tætheden af endotelcellernes tight junctions, og styrer dermed hvad der får lov til at forlade arterien og komme ind i hjernen.
-Mikroglia: Mikroglia fungerer som CNS’egne ”makrofager” – immunceller kan ikke krydse blodhjernebarrieren.
-Ependymalceller: Enlaget cylinderepitel med cilier som beklæder hjerneventriklerne indvendigt. Cilierne kan bevæge cerebrospinalvæsken. Ependymet kan til en vis grad levere neuronale stamceller (umodne celler som kan differentiere til neuroner og gliaceller).
-Oligodendrocytter: Danner myelinskeder i CNS. Oligodendrocytten gør sin membran helt flad og vikler sig ”som en pandekage” rundt om interneuronernes axoner. Én oligodendrocyt kan myelinisere flere axoner.
Gliaceller i PNS:
-Scwannske celler: Danner myelinskeder i PNS. Den schwannske celle gør sin membran helt flad og vikler sig ”som en pandekage” rundt om et axon. Én schwannsk celle kan myelinisere ét segment af ét axon. Udskiller også neurotrofiske faktorer der ”kalder” på axonet. Fx smart hvis en nervecelle går i stykker/rives over; delen med soma overlever som regel (delen uden soma går til grunde fordi der ikke er organeller) – den schwannske celler beholder deres form og lader axonet vokse ud igen stille og roligt (derfor man fx kan få følelse tilbage efter mistet følelse et sted i PNS, men ikke hvis det sker i CNS).
-Satellitceller: Støtter somaer i ganglia. Satellitcellerne er meget små ift. somaerne.
Kunne beskrive de vigtigste typer af neuroner i nervesystemet
Klassifikation af neuroner efter funktion:
-Interneuron: Neuroner som ligger fuldstændigt i CNS. Denne type neuroner er ofte meget forgrenede, så de kan kommunikere med mange andre neuroner på en gang.
-Afferent (sensorisk) neuron: Perifære neuroner der sender signaler fra kroppen til CNS.
-Efferent (motorisk) neuron: Perifære neuroner der sender signaler fra CNS til kroppen.
Afferente og efferente neuroner samles i nerver. Nerver kan være sensoriske (kun afferente neuroner), motoriske (kun efferente neuroner) eller ”mixed” (både afferente og efferente neuroner).
Klassifikation af neuroner efter struktur:
-Unipolære neuroner (meget sjældent): Består af soma og et axon. Ingen dendritter.
-Pseudounipolære neuroner: Afferente/sensoriske neuroner som findes i spinalgangler/dorsalrodsganglier. Soma har én udløber som hurtigt deler sig i to axoner. Det ene axon løber ud i en perifær nerve og det andet løber ind til medulla spinalis gennem den dorsale rod.
-Bipolære neuroner: Afferente/sensoriske neuroner. Soma har to udløbere – en dendrit og et axon.
-Anaxone neuroner: Neuroner i CNS der ikke har et identificerbart axon.
-Multipolære axoner: Interneuroner eller efferente/motoriske neuroner. Har mange dendritter samt et axon som kan være forgrenet.
Kunne benævne de forskellige dele af et neuron og beskrive deres funktion
Soma: Cellekroppen/perikaryon som indeholder kernen med DNA samt cellens maskineri (ER, golgi osv.). Soma integrerer signaler der opfanges af dendritterne.
Dendritter: Forgrenede udløbere fra soma (der kan være én eller mange dendritter). Modtager synapser/signaler, som integreres i soma.
Triggerzone/axonhøj/initialsegment: Overgangen mellem soma og axon. ”Beslutter” om der skal være et aktionspotentiale eller ej (vha. mange spændingsstyrede natriumkanaler som åbner ved tærskelværdien -55 mV).
Axon: Én lang udløber fra soma, som kan være beklædt med en myelinskede. Axonet kan være 1 meter langt eller længere. Bringer det elektriske signal/aktionspotentialet til axonterminalen. Der foregår også axonal transport*.
Axonterminal: Findes i enden af axonet længst fra soma. Indgår i synapsen med den postsynaptiske celle.
Axonal transport:
Der er generelt meget genbrug i axonterminalen (fx neurotransmittere nedbrydes og genanvendes). MEN alt det cellebiologiske foregår i soma hvor der er cellekerne, ER og golgi. Vesikler (med proteiner bestemt il axon eller axonterminal) og mitokondrier (forsyner pumper i axonterminalen med ATP) skal kunne transporteres hele vejen til (og fra) axonterminalen. Der findes forskellige former for axonal transport:
-Langsom axonal transport: Transport ved simpel diffusion. Foregår meget langsomt – ca. 0,2-2,5 mm pr. dag.
-Hurtig axonal transport: Transport langs mikrotubuli vha. motorproteiner under forbrug af ATP. Meget hurtigere – ca. 40 cm pr. dag.
oAnterograd hurtig axonal transport: Transport fra soma til axonterminal vha. motorproteinet kinesin. Transport af vesikler og mitokondrier.
oRetrograd hurtig axonal transport: Transport fra axonterminal til soma vha. motorproteinet dynein. Transport af udslidte membrankomponenter; nedbrydes af lysosomer i soma.
NERVECELLER Redegøre for hvor og hvordan aktionspotentialet initieres, herunder tærskelværdien og eksitatoriske postsynaptiske potentialer (EPSP) og inhibitoriske postsynaptiske potentialers (IPSP) rolle
Et elektrisk signal opstår når ionpermeabiliteten ændres hvilket ændrer membranpotentialet. Ionkanaler kan være mekanisk, ligand- eller spændings-gatede. Disse gating-mekanismer afgør om ionkanalen er åben eller lukket.
Beslutningen om hvorvidt et aktionspotentiale skal affyres eller ej, sker i neuronets triggerzone, da dette områder har en høj koncentration af spændingsafhængige Na+-kanaler. Disse kanaler åbner når membranpotentialet når tærskelværdien på ca. -55 mV.
Når dendritterne (eller soma) modtager et signal/stimuli, kommer der graduerede potentialer. Disse potentialer kan være enten eksitatoriske postsynaptiske potentialer (EPSP) som er depolariserende eller inhibitoriske postsynaptiske potentialer (IPSP) som er hyperpolariserende. Det kaldes graduerede potentialer fordi størrelsen af dem afhænger af størrelsen på det stimuli som forårsager dem – dvs. stor stimulus medfører stort gradueret potential.
Et gradueret potential opstår ved at ligand-gatede ionkanaler på dendritter eller soma aktiveres. Det skaber en lokal strøm af ioner. Signalet spreder sig som bølger ud i soma, og uddør jo længere de kommer pga. læk og cytoplasmatisk modstand. Nogle af signalerne vil nå triggerzone, og medføre et membranpotential såfremt tærskelværdien på -55 mV nås (hvilemembranpotentialet er ca. -70 mV).
De graduerede potentialer summeres:
-Spatial summation: Signaler der kommer fra forskellige steder kan summere. Fx kan to små EPSP’er summere og tilsammen udgøre en stor nok depolarisering til at fyre et aktionspotential.
-Temporal summation: Signaler som kommer hurtigt efter hinanden fra samme sted kan summere. Fx kan der komme to små EPSP’er lige efter hinanden, og tilsammen udgøre en stor nok depolarisering til at fyre et aktionspotential. Der er vigtigt at stimuli kommer hurtigt efter hinanden, så det graduerede potentiale ikke når at dø ud.
Det er vigtigt at tilføje at der sker en summation af samtlige graduerede potentialer – både EPSP’er og IPSP’er, og de kan udligne hinanden.
NERVECELLE Redegøre for aktionspotentialets forskellige faser og hvilken rolle de spændingsafhængige Na+ og K+ ionkanaler spiller
- Tegn et aktionspotential
Kendetegn for aktionspotentialer: tærskelværdi på ca. -55 mV, alt-eller-intet, refraktærperiode (absolut og relativ). OBS: stærk stimulus medfører flere aktionspotentialer, men IKKE et større aktionspotentiale.
Som udgangspunkt har neuronet et hvilemembranpotential på ca. -70 mV, hvilket ligger tæt på kaliums ligevægtspotential (-90 mV) fordi der er mange leaky kaliumkanaler åbne i hvile. Der kommer en depolariserinde stimulus (EPSP), og hvis den er stor nok til at når tærskelværdien på ca. -55 mV i triggerzonen, fyres et aktionspotential. Triggerzonen har en høj koncentration af spændingsaktiverede natriumkanaler der åbner. Spændingsaktiverede kaliumkanaler aktiveres også, men de er langsomme til at åbne og er derfor i praksis stadig lukkede i depolariseringsfasen. Natrium løber ind i cellen med sin koncentrationsgradient og depolariserer membranen yderligere, og depolariseringen spreder sig hele vejen ned langs axonet. Membranpotentialet nærmer sig natriums ligevægtspotential (+60 mV). Membranpotentialet når dog typisk ”kun” op på ca. +30 mV, hvor de spændingsaktiverede natriumkanaler inaktiverer (ball and chain) og samtidig åbner de langsomme spændingsaktiverede kaliumkanaler. Kalium løber ud af cellen med sin koncentrationsgradient og repolariserer membranen – membranpotentialet bevæger sig mod kaliums ligevægtspotential (-90 mV). Membranpotentialet når -70 mV men fortsætter med at hyperpolarisere, fordi de spændingsaktiverede kaliumkanaler er langsomme til at lukke (og der derfor både er spændingsaktiverede og leaky kaliumkanaler åbne på samme tid). De spændingsaktiverede kaliumkanaler lukker og cellen finder tilbage til hvilemembranpotentialet på -70 mV.
NERVECELLER Forklare baggrunden for den absolutte og den relative refraktærperiode
Absolut refraktærperiode: Når der er blevet fyret et aktionspotential, er den en absolut refraktærperiode, hvor det er umuligt at udløse et nyt aktionspotentiale, uanset hvor stor en stimulus som påføres. Det skyldes at alle natriumkanaler er inaktiverede (ball and chain) (forelæsningsslides siger allerede åbne eller inaktiverede – Silverthorn nævner kun inaktiverede). Den absolutte refraktærperiode omfatter depolariseringsfasen og repolariseringsfasen.
Relativ refraktærperiode: Den relative refraktærperiode ligger efter den absolutte refraktærperiode, dvs. i hyperpolariseringsfasen samt perioden hvor den finder tilbage til hvilemembranpotentialet. I den relative refraktærperiode er det muligt at udløse et aktionspotential ved at stimulere kraftigere end normalt. En del af natriumkanalerne er stadig inaktiverede og de spændingsafhængige kaliumkanaler er aktive.
Hvorfor er refraktærperioden vigtigt? Den sikrer ensretning af aktionspotentialets udbredelse (der kan kun åbnes natriumkanaler i retning mod axonterminalen, fordi de er inaktiverede i den retning de kom fra) og bestemmer den maksimale frekvens for affyring af aktionspotentialer.
Hvis man stimulerer midt på et axon med en elektrode, vil signalet kunne løbe i begge retninger fordi der er natriumkanaler i begge retninger – og ingen af dem er inaktiverede.
Redegøre for hvorledes aktionspotentialet spredes gennem axonet, herunder saltatorisk konduktans og myelins betydning
Aktionspotentialets udbredelse via sløjfestrømme: Aktionspotentialet starter i triggerzonen, hvor Na+ løber ind og depolariserer membranen lokalt i denne sektion af axonet. Der er en masse K+ inde i cellen, og de vil ”skynde sig væk” fra den depolarisede sektion fordi den er mere positiv end resten. Når K+-ionerne flytter sig opstår der en lille strøm intracellulært, og naboområdet depolariseres fordi de positive kaliumioner flytter sig derover. Det aktiverer de spændingsstyrede natriumkanaler i naboområdet, så natrium løber ind og depolariserer, frastøder kalium som går til naboområdet og depolariserer nok til at natriumkanaler åbner osv. På extracellulærsiden vil strømmen (positive ladninger) løbe mod den depolariserede sektion fordi den er negativ på ydersiden. Dette kaldes sløjfestrømme (”local currents”). Refraktærperioden medfører at udbredelsen kun kan ske i retning mod axonterminalen.
Aktionspotentialets udbredelseshastighed: Udbredelseshastigheden afhænger af axonets diameter (jo større diameter, jo større udbredelseshastighed pga. mindre modstand i cytoplasma) samt om axonet er myeliniseret eller ej (myelinisering isolerer, stopper læk ud af cellen fordi kun de Ranvierske indsnøringer er i kontakt med extracellulærfasen, og medfører saltatorisk konduktion).
Saltatorisk konduktans og myelins betydning: Ved et myeliniseret neuron vil aktionspotentialerne ”hoppe” fra Ranviersk indsnøring til Ranviersk indsnøring, hvilket kaldes saltatorisk konduktans. Ved umyeliniserede neuroner er der spændingsstyrede natriumkanaler hele vejen ned langs axonet. Hos myeliniserede neuroner er der derimod kun spændingsstyrede natriumkanaler i de Ranvierske indsnøringer; dette øger ledningshastigheden fordi sløjfestrømmene kan gå fra Ranviersk indsnøring til Ranviersk indsnøring i stedet for at bruge tid på at åbne natriumkanaler hele vejen ned langs axonet, som er nødvendigt ved umyeliniserede axoner.
Beskrive synapsens opbygning, og kunne redegøre for den neuromuskulære junktion
Synapsen består af den præsynaptiske celles axonterminal og den postsynaptiske celles membran.
En synapse kan være elektrisk eller kemisk:
-Elektrisk synapse: Det elektriske signal/strømmen går direkte fra den præsynaptiske axonterminal til den postsynaptiske membran via gap junctions. Ladede ioner kan altså løbe direkte fra den ene celle til den anden. Elektriske synapser ses fx i CNS.
-Kemisk synapse: Den præsynaptiske celle frigiver neurotransmittere til synapsekløften. Neurotransmitterne binder sig til receptorer på den postsynaptiske celle, hvilket trigger et respons i cellen. Langt de fleste synapser er kemiske.
Neuromuskulær junction: Synapsen mellem et motorisk neuron (præsynaptisk celle) og en muskelfiber (postsynaptisk celle). Kontakten mellem det motoriske neuron og muskelfiberens membran kaldes den motoriske endeplade. Neurotransmitteren er acetylcholin og receptoren er en nicotinerg receptor. Der findes to typer cholinerge receptorer: nicotinerge og muscarine – den neuromuskulære junction bruger nicotinerge). Et neuron har synapser med flere muskelfibre (kaldes en motorunit), men hver muskelfiber innerveres kun af ét neuron.
Redegøre for hvordan nervesignalet transmitteres, herunder Ca2+s rolle
(Neuron-neuron-synapse og neuromuskulær junction)
Neuron-neuron-synapse:
1) Aktionspotentialet når axonterminalen og depolariserer membranen.
2) Depolariseringen åbner spændingsaktiverede Ca2+-kanaler.
3) Ca2+ løber ind i cellen med sin koncentrationsgradient.
4) Ca2+ trigger exocytose af vesikler med neurotransmittere til synapsekløften.
5) Neurotransmittere diffunderer over synapsekløften og binder til receptorer på den postsynaptiske celles membran.
6) Binding af neurotransmitter til receptorer initierer respons i den postsynaptiske celle.
7) Neurotransmitterne fjernes fra synapsekløften på en af følgende måder:
a. Genoptages i axonterminalen så de kan genbruges.
b. Optages af astrocytter (type af gliaceller).
c. Inaktiveres af enzymer.
d. Diffunderer ud af synapsekløften til blodbanen og nedbrydes i leveren.
Den neuromuskulære junction:
Hvilemembranpotentialet i en skeletmuskelfiber er mellem -70 mV og -90 mV. I hvile har muskelfibren en høj permeabilitet for Cl-, så den bidrager til at sætte hvilemembranpotentialet. OBS: Chlorid har mere negativt ligevægtspotential i skeletmuskelceller end de -63 mV vi ellers har arbejdet med.
1) Aktionspotentialet når axonterminalen og depolariserer membranen.
2) Depolariseringen åbner spændingsaktiverede Ca2+-kanaler.
3) Ca2+ løber ind i cellen med sin koncentrationsgradient.
4) Ca2+ trigger exocytose af vesikler med acetylcholin til synapsekløften.
5) Neurotransmittere diffunderer over synapsekløften og binder til nicotinerge receptorer på sarcolemma.
6) Receptoren åbnet en nonspecifik monovalent kationkanal.
7) Na+ strømmer ind og K+ løber ud. Der løber dog ikke så meget K+ fordi muskelfiberens hvilemembranpotentiale er mellem -70 mV og -90 mV, og kaliums ligevægtspotential er -90 mV (så drivkraften er ikke så stor).
8) Ovenstående step depolariserer membranen (laver et såkaldt ”end plate potential”), der initierer et aktionspotential. Den lokale depolarisering spreder sig til naboområder af sarcolemma, hvilket åbner spændingsstyrede Na+-kanaler i naboområderne. Aktionspotentialet spreder sig ved sløjfestrømme.
9) Aktionspotentialet udbredes ned i T-tubuli, og aktiverer frigivelse af Ca2+ fra det sarcoplasmatiske reticulum, hvilket fører til kontraktion af muskelcellen.
10) Samtidig nedbrydesacetylcholin i synapsekløften.
Beskrive acetylcholins livscycklus i synapsen, have kendskab til andre neurotransmittere
Acetylcholins livscyklus i synapsen:
1) Acetylcholin syntetiseres fra cholin og acetyl-CoA.
2) Vesikler med acetylcholin frigives til synapsekløften (når det bliver triggered af Ca2+-influx).
3) Acetylcholin nedbrydes (i synapsekløften) til cholin og acetat vha. enzymet acetylcholinesterase.
4) Acetat diffunderer væk. Cholin genoptages af den præsynaptiske vha. en Na+-cholin-symporter.
5) Cholin bruges til at lave mere acetylcholin.
Der findes mange forskellige neurotransmittere (flere end 200).
PNS bruger 3 neurotransmittere:
- Acetylcholin: Syntetiseres fra cholin og acetyl-CoA. Kan binde til nicotinerge receptorer og muscarine receptorer.
o Nicotinerge receptorer: Monovalente kationkanaler (Na+ og K+). Der løber meget mere natrium ind end kalium fordi natriums elektrokemiske gradient er stærkere. Medfører en depolarisering af den postsynaptiske celles membran. Findes i skeletmuskler og ANS.
o Muscarine receptorer: G-proteinkoblede receptorer (5 undertyper) koblet til second messenger pathways. Findes i CNS og hos ”targets” af parasympaticus af ANS.
- Noradrenalin: Syntetiseres fra tyrosin (aminosyre). Vigtigste neurotransmitter i sympaticus af ANS.
- Adrenalin: Syntetiseres fra tyrosin (aminosyre). Bruges i sympaticus af ANS.
- Noradrenalin og adrenalin binder til adrenerge receptorer:
o α-receptorer: G-proteinkoblet receptor med second messenger pathway.
o β-receptorer: G-proteinkoblet receptor med second messenger pathway.
CNS bruger mange forskellige neurotransmittere:
- Glutamat er den vigtigste excitatoriske neurotransmitter i CNS. Depolariserer targetcellen ved at åbne Na+-kanaler.
- GABA er den vigtigste inhibitoriske neurotransmitter i CNS. Hyperpolariserer targetcellen ved at åbne Cl–kanaler.
Redegøre for forskellen på ionotrope og metobotrope receptorer og deres signalveje/effekt på cellens membranpotentiale
De fleste neurotransmittere har både ionotrope receptorer og metabotrope receptorer som de kan binde til. Ionotrope receptorer påvirker membranpotentialet direkte (og hurtigt). Metabotrope receptorer aktiverer signalkaskader med second messenger pathways der fx kan påvirke aktiviteten af ionkanaler, og dermed indirekte påvirke membranpotentialet (langsommere end ionotrop).
Åbner natriumkanal = depolariserer membranen (natrium løber ind og gør indersiden mere positiv).
Åbner kaliumkanal = hyperpolariserer (kalium løber ud og gør indersiden mere negativ).
Åbner chloridkanal = hyperpolariserer (chlorid løber ind og gør inderside mere negativ)
Ionotrope receptorer er ligand-gatede ionkanaler. Fx en nicotinerg receptor. Responset påvirker modtagercellens membranpotentiale direkte og hurtigt:
1) En neurotransmitter binder til receptoren.
2) Kanalen åbner med det samme.
3) Ioner strømmer over membranen og ændrer derved membranpotentialet.
Metabotrope receptorer er G-proteinkoblede receptorer. Fx en muscarin receptor. De kan indirekte påvirke aktiviteten af ionkanaler (går rimelig hurtigt), men gør det ikke nødvendigvis – de kan også påvirke metaboliske processer, enzymaktivitet, transkription og proteinsyntese (går langsommere).
1) En neurotransmitter binder til receptoren.
2) G-proteinet aktiveres og α-subunit dissocierer fra βγ-subunit.
3) G-proteinets subunits kan aktivere forskellige ting – enten ionkanaler eller intracellulære signalkaskader (second messenger pathways).
Redegøre for hvordan eksitatoriske og inhibitoriske postsynaptiske potentialer (EPSP og IPSP) opstår og hvordan de påvirker membranpotentialet
Eksitatoriske postsynaptiske potentialer (EPSP):
- Opstår ved åbning af Na+-kanaler
- Påvirker membranpotentialet ved at Na+ strømmer ind i cellen og depolariserer membranen.
Inhibitoriske postsynaptiske potentialer (IPSP):
- Opstår ved åbning af Cl—kanaler (eller åbning af K+-kanaler)
- Påvirker membranpotentialet ved at Cl- strømmer ind i cellen og hyperpolariserer membranen (eller kalium løber ud og hyperpolariserer)
Kendskab til opbygningen af det autonome nervesystem, og hvorledes man adskiller det parasympatiske fra det sympatiske system
Det autonome nervesystem (ANS) kontrollerer indre organer (glat muskulatur, hjertemuskulatur) samt kirtler. ANS inddeles i sympaticus (fight or flight) og parasympaticus (rest or digest) – begge har deres præganglionære soma i CNS. En tredje underinddeling (som vi ikke snakker så meget om lige under dette emne) kan siges at være det enteriske nervesystem (ENS) som er et netværk af sensoriske neuroner, motoriske neuroner og interneuroner som findes i gastrointestinalkanalen, og kan kontrollere tarmfunktionen uafhængigt af CNS – de enteriske neuroner kan dog påvirkes af CNS.
ANS har en vigtig rolle ifm. at opretholde homeostase i kroppen:
- Mange af de indre organer er under antagonistisk kontrol af sympaticus og parasympaticus. Fx hjertefrekvens: parasympaticus sænker hjertefrekvensen og sympaticus øger hjertefrekvensen. Hjertefrekvensen reguleres altså efter aktiviteten af de to antagonistiske divisioner af ANS.
- Fx svedkirtler, muskulatur i blodkar er under tonisk kontrol af sympaticus (parasympaticus er ikke involveret).
Antagonistisk kontrol = to antagonistiske virkninger som påvirker modsat af hinanden (den ene excitatorisk og den anden inhibitorisk).
Tonisk kontrol = op-og-ned-regulering (meget aktiv sympaticus opregulerer, mindre aktiv sympaticus nedregulerer).
Forskellen på ANS og det somatiske motorsystem:
- Det somatiske motorsystem innerverer skeletmuskulatur og består af ét perifært neuron som har soma i CNS og ét langt axon som løber fra CNS og hele vejen ud perifært til target-musklen.
- ANS innerverer glat muskulatur, hjertemuskulatur og (nogle) kirtler. ANS har to perifære neuroner; det præganglionære neuron har soma i CNS og et axon der løber ud perifært, hvor det innerverer det postganglionære neuron som har soma i et perifært ganglion og et axon der løber ud til målorganet. Det præganglionære neuron er myeliniseret, og det postganglionære neuron er umyeliniseret.
Forskellen på sympaticus og parasympaticus:
Sympaticus (fight or flight) udspringer thorakolumbalt, dvs. de præganglionære neuroners somaer ligger i den thorakale og den lumbale del af medulla spinalis. Axonet passere ud gennem den ventrale rod til truncus sympaticus hvor den synapser med det postganglionære neuron. OBS: nogle præganglionære axoner fortsætter og synapser først i ganglier længere ude, kaldet prævertebrale ganglier (fx ganglia celiaca, ganglion mesentericum craniale), og nogle fortsætter hele vejen til den adrenale medulla (binyremarven). I binyremarven synapser de prægangliære neuroner med ”postganglionære neuroner”=de sekretoriske celler i binyremarven. Sympaticus har generelt korte præganglionære axoner og lange postganglionære axoner.
Parasympaticus (rest or digest) udspringer kraniosakralt, dvs. cranialnerver og sacrale nerver. Der er tale om cranialnerverne III (N. oculomotorius), VII (N. facialis), IX (N. glossopharyngeus) og X (N. vagus). Præganglionære axoner for cranialnerverne III, VII og IX løber ud af kraniet og synapser i ganglia uden for kraniet. De postganglionære neuroners axoner løber ud til glat muskulatur og kirtler i hovedet. Præganglionære axoner i X (vagusnerven) fortsætter længere ud i kroppen og synapser er mere diffuse ganglia tæt på organerne i thorax og abdomen. Præganglionære axoner i sakralnerverne synapser i ganglia tæt på organerne i pelvis. Parasympaticus har generelt lange præganglionære axoner og korte postganglionære axoner.
Viden om de forskellige neurotransmittere og receptorer i det autonome nervesystem og deres virkningsmekanisme
Somatisk motorisk system: motorneuron (efferent) fra CNS udskiller acetylcholin som binder til nicotinerge receptorer på sarcolemma af skeletmuskefiberen.
Parasympaticus:
- Præganglionært neuron udskiller acetylcholin som binder til nicotinerge receptorer i membranen af det postganglionære neuron.
- Postganglionært neuron udskiller acetylcholin som binder til muscarine receptorer i målorganet (exokrine kirtler, kontraktion af gastrointestinal glat muskulatur, hjertefrekvens).
Sympaticus – den klassiske vej:
- Præganglionært neuron udskiller acetylcholin som binder til nicotinerge receptorer i membranen af det postganglionære neuron.
- Postganglionært neuron udskiller noradrenalin som binder til α- eller β-receptorer (begge er typer af adrenerge receptorer; adrenerg = både for noradrenalin og adrenalin) i målorganet (miltaktivitet, hjertets pumpekraft, kontraktion af gastrointestinal glat muskulatur, vasokonstriktion af perifære blodkar, dilaterer bronkier).
Sympaticus – binyremarven:
- Præganglionært neuron udskiller acetylcholin som binder til nicotinerge receptorer i membranen af det postganglionære neuron.
- Sekretoriske (endokrine) celler i den adrenale medulla (binyremarven) udskiller adrenalin og lidt noradrenalin til blodbanen. Hormonerne føres med blodet til målsorganer (samme som sympaticus’ klassiske vej). Adrenalin binder typisk til β-receptorer.
Sympaticus – undtagelse:
- Præganglionært neuron udskiller acetylcholin som binder til nicotinerge receptorer i membranen af det postganglionære neuron.
- Postganglionært neuron udskiller acetylcholin som binder til muscarine receptorer i målorganet (svedkirtler hos nogle dyr, dilaterer blodkar i skeletmuskler).
Under visse omstændigheder kan neuronerne også udskille co-neurotransmittere sammen med acetylcholin/noradrenalin. Disse kaldes ”non-adrenergic, non-cholinergic transmitters” (NANC transmitterstoffer). Det kan fx være ATP, NO, adenosin, somatostatin m.fl.
Kontakt mellem ANS og målorganer:
Kommunikationen mellem det postganglionære neuron og målorganet sker IKKE i form af kemiske synapser som vi kender dem, men i stedet vha. varikositeter. De postganglionære axoner ender i en serie af udbulninger kaldet varikositeter som er fyldt med neurotransmittere. Varikositeterne ligger sig op ad/på målorganet og frigiver neurotransmittere (acetylcholin eller noradrenalin) til interstitiet. Neurotransmitterne diffunderer ud til receptorerne på målorganet. På denne måde kan et enkelt postganglionært neuron påvirke et stort område af målorganet/målvævet. Signaler kan desuden vandre mellem de glatte muskelceller i målorganet vha. gap junctions.
Denne type kontakt/signaloverførsel er mindre lokaliseret end en synapse, men til gengæld er den effektiv.
Oversigt over receptorer:
- Nicotinerge (cholinerge) receptorer: ligand-gatede ionkanaler. Åbner nonspecifikke monovalente kationkanaler. Meget natrium løber ind, lidt kalium løber ud. Depolariserer cellen.
- Muscarine (cholinerge) receptorer: G-proteinkoblede receptorer. Fem forskellige undertyper.
- α (adrenerge) receptorer: G-proteinkoblede receptorer. To typer – begge har højest affinitet for noradrenalin (ikke så meget adrenalin).
- β (adrenerge) receptorer: G-proteinkoblede receptorer. Tre typer – har forskellige affiniteter for adrenalin og noradrenalin.
