aksjonspotensiale og synapse Flashcards
1
Q
menneskehjernen
A
består av 86 milliarder nevroner og 1000 billioner synapser
2
Q
nevroner
A
en av to typer celler i nervesystemet.
hovedoppgave: motta informasjon og overføre informasjonen til andre celler (nerver, organer, muskler).
ulike typer nevroner:
- motornevron (efferente)
- sensorisk nevrose (afferente)
- internevroner (når et nevrons akson og dendritter holder seg innenfor en gitt struktur, f.eks. thalamus
3
Q
gliaceller
A
andre type celle i nervesystemet. Før tenkt å kun være støttecelle til nevroner, nå vet vi at det finnes flere ulike gliaceller med flere ulike aktive oppgaver:
- astrocytter
- oligodendrocytter og schwannceller
- mikroglia
- ependymeceller
4
Q
soma
A
- også kalt cellekropp
- Alle nevroner har soma/cellekropp bestående av nukleus, mitokondrier og ribosomer (aka finnes det meste av cellens metabolisme/metabolske arbeid her)
- Mange cellekropper har også synaptiske reseptorer på overflaten.
de fleste nevroner har også dendritter, aksoner og presynaptiske terminaler
5
Q
dendritter
A
- forgreininger med synaptiske reseptorer (motta stimuli, eksitering etc).
- Dendritic spines = forlengelser av - dendrittene som sørger for større overflateområde tilgjengelig for synapsene.
6
Q
aksoner
A
- tynn fiber (?) som overfører nerveimpulser til andre nevroner, organer eller muskler.
- kan bli over en meter lange
- mange (hos virveldyr) er dekket av myelin, et isolerende lag av bl.a. fett, som beskytter og isolerer, og bidrar til å øke overføringshastighet i nerven
- det myelinerte aksonet har avbrytelser kalt ranvierske innsnøringer, som sørger for saltatorisk konduksjon av aksjonspotensialet
- kun ett akson på nevronet, men kan ha forgreininger
7
Q
presynaptisk terminal
A
- ytterst på aksonets forgreining(er), kalt aksonende/knopp, sitter de presynaptiske terminalene (i et presynaptisk nevron?)
- her befinner det seg også vesikler med signalstoffer/kjemikalier som slippes ut i synapsespalten/junction før de mottas av mottakercellen
8
Q
astrocytter
A
- stjerneformet gliacelle
- “pakker” seg rundt synapsene til kommuniserende nevroner, altså forbinder dem. Beskytter dermed også synapsene, bl.a. en del av blod-hjernebarrieren
- tar opp ioner og nevrotransmittorer fra synapser og slipper dem ut i den neste
- hjelper til å synkronisere beslektede nevroner slik at aksonene deres kan sende signaler i bølger (viktig for pusterytme f.eks.)
9
Q
mikroglia
A
- del av immunforsvaret
- renser hjernen for patogener, avfall, rester etc.
- bidrar til læring ved å fjerne de svakeste synapsene
10
Q
oligodendrocytter
A
- gliaceller som bygger myelin i hjernen og ryggmargen + gir nødvendig næring til aksoner
11
Q
schwannceller
A
- gliaceller som bygger myelin i resten av kroppen + gir nødvendig næring til aksoner
12
Q
andre gliaceller
A
- radial glia: guider migrering av nevroner under embryologisk utvikling
- satelittceller: andre gliacelle i PNS. omringer nevroner i gangliene og regulerer O2, CO2, ioner og næringsstoffer rundt disse
- ependymalceller: med i produksjon, sirkulasjon og overvåkning av cerebrospinal væske i ventrikler i linjevetrikkel i hjernen og sentralkanalen i ryggmargen
13
Q
blod-hjernebarrieren
A
- mekanismen som ekskluderer de fleste kjemikalier fra hjernen
- kapillærveggene i hjernen består av celler som danner okkluderende celleforbindelser som hindrer bevegelse av store molekyler
- små molekyler som O2 og CO2 slipper inn passivt (og noen andre ting f.eks visse fettløselige stoffer)
- stoffer som hjernen trenger (glukose og aminosyrer f.eks) transporteres aktivt via transportproteiner
14
Q
membranpotensial
A
spenningen/ladningsforskjellen/polariseringen mellom innsiden og utsiden av nevronet
15
Q
hvilepotensial
A
- membranpotensialet når nevronet ikke sender/mottar nerveimpuls. nevronet har negativt potensiale på ca -70mV
- negativt ladede proteiner inni cellen gjør det elektriske potensialet noe negativt i forhold til utsiden
- viktig med opprettholdelse (særlig av natriumkonsentrasjonen) av hvilepotensial for at cellen skal være klar for å respondere raskt på stimuli
16
Q
selektiv permeabilitet
A
- noen kjemikalier passerer lettere gjennom cellemembranen enn andre: vann, urinstoff, O2, CO2 trenger fritt gjennom
- visse ioner har tilhørende membrankanaler (proteiner) som åpnes ved visse stimuli (aka aksjonspotensiale=åpne natrium- og kaliumkanaler
17
Q
natrium-kaliumpumpe
A
- proteinkompleks som transporterer to kaliumioner inn i cellen og tre natriumioner ut
- fører i hvilepotensial pga. selektiv permeabilitet til høyere konsentrasjon av kalium inni cellen og natrium utenfor (natrium slipper ikke inn)
18
Q
konsentrasjonsgradient (KG)
A
- forskjell i konsentrasjonen av ioner på tvers av nevronets cellemembran (konsentrasjon av natrium og kalium viktigst i denne sammenhengen)
- konsentrasjonsgradienten fører i hvilepotensial til at kaliumioner sakte trekker ut av cellen, og hvis natriumkanalene hadde vært åpne ville natrium trukket inn i cellen
19
Q
elektrisk gradient (EG)
A
- forskjell i elektrisk ladning på tvers av cellemembranen
- negativt ladede proteiner og klorioner når membranens polarisering endres (i tillegg til kalium) gjør cellen mer negativt ladet enn utsiden
- den elektriske gradienten fører til at kalium trekker sakte inn i cellen (?), men både konsentrasjons- og elektrisk gradient er ganske balansert, i motsetning til natriumionene som vil inn i cellen med mer kraft
- natriumioner (siden de er positive) ville igjen trukket inn i cellen hvis mulig
20
Q
hyperpolarisering
A
- stimuli som fører til økt polarisering, altså ytterligere negativ ladning, i nevronet
- tilbake til hvilepotensial når stimuli avtar
21
Q
depolarisering
A
- stimuli som fører til redusert polarisering av nevronet, altså økt positiv ladning
- tilbake til hvilepotensial når stimuli avtar, med mindre terskelverdien nås
- etter hvert som membranen depolariseres, åpner natrium- og kaliumkanalene seg sakte men sikkert
22
Q
aksjonspotensial: hva skjer
A
- oppstår når terskelverdien for eksitering på +30 mV nås ved depolarisering av nevronet
- kalium- og natriumkanalene natriumkanalene (proteiner kalt voltage-gated channels) åpner og natrium kan endelig flyte fritt inn i cellen, dette skjer fort
- konsentrasjon av natrium er fortsatt mye høyere utenfor membranen, derfor trekker natrium stadig inn
- men når aksjonspotensialet peaker, lukker natriumkanalene seg. Da har ladningen inni cellen blitt positiv
- de fortsatt åpne kaliumkanalene, som ikke har gjort noen forskjell hittil, gjør nå at kalium (pga KG og EG) trekker ut av cellen. Nok kaliumioner trekker ut til å hyperpolarisere membranen i forhold til sitt hvilepotensial
- over tid depolariseres cellen tilbake til sitt hvilepotensial
23
Q
all-or-none law
A
- aksjonspotensialet skjer alltid når terskelverdien nås, og er ikke annerledes selv om stimulusen fører til høyere depolarisering enn dette
- stimulusen kan altså bare endre timingen av aksjonspotensialet, ikke styrken av det
24
Q
aksjonspotensial
A
- nerveimpuls, nervesignal
- rask endring i nervecellens hvilepotensial (som følge av stimuli)
25
forplantning/overføring av aksjonspotensiale
- den positive ladningen natriumionene fører med seg gir nye depolariseringer langs punkter på membranet. det fører til depolarisering over terskelnivå, og slik kan aksjonspotensialet forplante seg videre på aksonet
26
saltatorisk konduksjon
- myelinerte aksoner lar aksjonspotensialet forplante seg raskere
- aksjonspotensialet "hopper" (blir regenerert) til hver ranvierske innsnøring
- nå trenger bare natriumionene å bli tatt opp ved hver innsnøring i stedet for ved hvert punkt på aksonet
27
refractory period/refraktærperiode
- natriumkanalene lukker seg på toppen av aksjonspotensialet og gjør at en nytt aksjonspotensiale ikke kan skje selv om membranets elektrisk potensiale ikke er over terskelverdi
- absolutt refraktærperiode: nytt aksjonspotensiale ikke mulig
- relativ refraktærperiode: større stimulus må til for å nå terskelverdi
28
synapse
- overgang/kontaktpunkt mellom en nervecelle og en annen nervecelle, muskelcelle etc.
- består av aksonende, mottakercelle og mellomrommet/spalten mellom disse
- presynaptisk nevron leverer transmisjon, postsynaptisk nevron mottar transmisjonen
- fører til saktere overføring av signaler
29
gradert potensiale
- depolarisering eller hyperpolarisering av cellen,
- må komme før aksjonspotensial, kan bli til aksjonspotensial men kan også være hyperpolarisering
30
temporal summasjon
- stimuli tett etterfulgt av stimuli i samme synapse fører hver for seg til gradert potensiale, enten hyperpolarisering eller depolarisering
- kan til sammen, hvis eksitatorisk, føre til aksjonspotensiale
31
EPSP
- eksitatorisk postsynaptisk potensiale
- midlertidig gradert depolarisering
32
IPSP
- inhibitorisk postsynaptisk potensiale
- midlertidig gradert hyperpolarisering, altså mindre sannsynlig med aksjonspotensiale
- åpner kaliumkanalene så positivt ladede kaliumioner kan slippe ut, eller negativt ladede klorioner kan slippe inn
33
spatial summasjon
- input/stimuli fra forskjellige synapser gir hver for seg gradert potensiale men kan kombineres og ved EPSP-stimuli skape aksjonspotensiale
- kritisk for hjernefunksjon
34
kjemisk synapse
- vanligste form for synapse
- nevronet syntetiserer nevrotransmittere som hjelper nerveimpulsen å passere synapsen.
- når aksjonspotensialet når den presynaptiske terminalen/aksonenden og depolariserer denne, åpnes kalsiumkanaler, og kalsiumioner trekker inn i den presynaptiske terminalen og slipper ut nevrotransmitterne fra vesiklene
- denne prosessen heter eksocytose, og innebærer at nevrotransmitterne slippes ut i synapsespalten og tas opp av reseptorer i den postsynaptiske membranen
35
nevrotransmitter
- kjemikalier syntetisert av aminosyrer i (for det meste) presynaptisk terminal, som påvirker nevroner
- vanlige eksitatoriske: glutamat og ofte acetylkolin
- vanlige inhibitoriske: GABA og glysin
- de fleste varierer mellom å være eksitatoriske og inhibitoriske og ionotropiske og metabotropiske
36
ionotropisk effekt
- type reseptor i postsynaptisk celle
- når nevrotransmitteren binder seg til en ionotropisk reseptor, åpnes transmittorstyrte kanaler, og ionotropiske effekter begynner AKA visse ioner slipper gjennom kanalen
- vanlige inhibitoriske NT i ionotropiske synapser: GABA og glysin
- vanlige eksitatoriske NT i ionotropiske synapser: glutamat og acetylkolin
37
spenningsstyrt ionkanal
kanaler som åpner seg ved spenningsendring f.eks. åpner natrium- og kaliumkanalene seg ved depolarisering over terskelverdi
38
metabotropiske effekter
- langsommere effekter enn ionotropiske men varer lenger
- setter i gang sekvens av metabolske reaksjoner
- bruker både adrenalin, noradrenalin, serotonin, GABA, glutamat mm.
- nevrotransmitteren fester seg på metabotropisk reseptor, bøyes reseptorproteinet som går gjennom cellemembranen. Den andre enden av reseptoren er festet til et G-protein, som løsner når R-proteinet bøyes, og tar med seg energien sin til andre steder i cellen. denne kan feks brukes på å åpne/lukke ionkanaler, aktivere del av kromosom etc.
- forskjellen mellom ionotropiske og metabotropiske reseptorer er altså at ionotropiske effekter er lokalisert til ett punkt i cellen, mens metabotropiske effekter varer lenger og påvirker store deler av/hele cellen. Altså blir de to viktige for forskjellige aspekter ved atferden vår (hva trenger kjapp reaksjon og ikke osv, følelser vs. syn f.eks.)
39
nevropeptider
- transmitter, også kalt nevromodulator. Eks: endorfiner
- syntetisert i cellekroppen, sluppet ut i dendrittene og ikke aksonet. Trenger flere aksjonspotensial (gjentatt depolarisering) for å bli sluppet ut, i motsetning til nevrotransmittere som trenger ett (trenger repetert stimulering).
- når nevropeptidet er sluppet løs, trigger det frigjøringen av flere nevropeptider av samme slag
- effekten varer lenge og påvirker fler nevroner (kan vare i 20min), kan ligne hormoner, kan endre genuttrykk
40
reseptorer
- ulike reseptorer for hver nevrotransmitter (feks kan type 3 serotoninblokker hindre kvalme hos kreftpasienter
- rusmidler som hallusinogener, nikotin og opioider binder seg til reseptorer og kan dermed etterligne nevrotransmitteres effekt på reseptorene. LSD binder seg til serotonin type 2A, nikotin til nikotinreseptorer (i acetylkolinfamilien), Opioider til endorfinreseptorer
41
reopptak og deaktivering av nevrotransmittere
- nevrotransmittere blir deaktivert på forskjellige måter, nevropeptider diffuserer vekk (hehe)
- det meste av serotonin og katekolaminer blir reoptatt av det presynaptiske nevronet og brukt på nytt, det som ikke blir reoptatt blir brutt ned av COMT
- acetylkolin blir delt opp, kolin blir reoptatt og binder seg på nytt til acetyl i den postsynaptiske cellen (prosessen tar tid så kan bli brutt ned for fort før nye transmittere blir laget
- reopptak skjer ved hjelp av membranproteiner kalt transportører
- både amfetamin, kokain og SSRI hemmer reopptaket, men SSRI i mye mindre grad ofc
42
negativ feedback fra postsynaptisk celle
- autoreseptorer: reseptorer i presynaptisk terminal som responderer på nevtrotrnasmitteren de har frigjort ved å hindre videre syntese og frigjøring av nevrotransmitteren
- postynaptisk Nevron kan når stimulert slippe ut kjemikalier til presynaptisk terminal som hindrer videre frigjøring av gjeldende nevrotransmitter
- eks på slike reverse transmitters: nitrogenoksid, anademid, 2-AG
- cannabinoider binder seg til de to sistnevnte i det presynaptiske nevronet, altså hindrer de både eksitatoriske og inhibitoriske signaler (utslipp av bl.a. både GABA og glutamat
43
elektrisk synapse
- elektrisk transmisjon er kjappere enn kjemisk, derfor trengs elektriske synapser til visse oppgaver slik som når flere nevroner må synkroniseres ved feks rytmisk pust, eller flight-respons hos byttedyr
- mye mindre vanlig enn kjemisk synapse
- den presynaptiske membranen kommer i direkte kontakt med den postsynaptiske gjennom porer/gap juctions/kommunikasjonskanaler. disse er åpne hele tiden og tillater dermed fli flyt av feks natriumioner ved depolarisering, derfor er de altså raskere
