An I - Neuro. Conductanta neuronala si transmisia sinaptica

Question 1

Cat are potentialul de repaus si cum se masoara?

Answer 1

se utilizeaza microelectrozii; un varf e in lichidul extracelular iar celalalt in
lichidul intracelular
-70mV => polarizare

Question 2

Pe baza caror elemente se face potentialul de repaus?

Answer 2

Baza ionica a potentialului membranar:
- ioni de sodiu (Na+)
- ioni de potasiu (K+)
=> sunt mai multi ioni Na+ in afara celulei decat in interiorul ei si mai multi ioni K+ inauntrul celulei

Question 3

Care sunt cei 3 factori care influenteaza distributia de Na+ si K+?

Answer 3

1. Exista o presiune ca ionii Na+ sa intre in celula; presiunea este de 2 tipuri:
   - presiune electrostatica → ionii Na+ sunt atrasi de interiorul mai negativ al celulei
   - gradientul de concentratie → in lichidul extracelular sunt mai multi ioni Na+ decat inauntrul celulei; deci tind sa intre
2. Canale ionice
   - cele de Na+ sunt inchise → reduce intrarea Na+ in celula
   - cele de K+ sunt deschise → doar cativa ioni K+ ies pentru ca sunt mentinuti de negativitatea interiorului celulei
3. Pompa de sodiu-potasiu
   - cu aceeasi masura cu care ionii Na+ intra in celula, acelasi numar de ioni Na+ este dat afara
   - cu aceeasi viteza cu care ioni K+ ies, ioni K+ sunt transportati inapoi
   => pompa schimba 3 ioni Na+ din inauntru pentru 2 ioni K+ din afara

Question 4

Care sunt efectele pe care un neurotransmitator le poate avea asupra membranei?

Answer 4

Un neurotransmitator poate sa:
- depolarizeze membrana (de la -70 mV la -67 mV)
- hiperpolarizeze membrana (de la -70 mV la -72 mV)

Question 5

Care sunt tipurile de potentiale postsinaptice?

Answer 5

Potential postsinaptic excitator (depolarizare) → cresc sansa activarii unui neuron
Potential postsinaptic inhibitor (hiperpolarizare) → scad sansa activarii unui neuron
=> ambele sunt raspunsuri gradate ⇒ amplitudinea lor este proportionala cu intensitatea semnalului care le declanseaza (semnale slabe determina potentiale slabe si la fel si pentru cele puternice)

Question 6

Care sunt caracteristicile potentialului postsinaptic?

Answer 6

rapid
decremental → scad in amplitudine pe cat calatoresc prin neuron

Question 7

Ce este potentialul de actiune?

Answer 7

Potentialul de actiune este o schimbare a potentialului membranar pentru 1 secunda, de la -70 mV la +50 mV.

Question 8

Cum e generat potentialul de actiune?

Answer 8

Potentialul de actiune este generat:
- in segmentul initial al axonului
- daca suma depolarizarilor si hiperpolarizarilor
atinge pragul de excitare (-65mV)
- nu este un raspuns gradat; este instant/all or
none response

Question 9

Care sunt tipurile de sumare a potentialelor postsinaptice?

Answer 9

Fiecare neuron multipolar aduna toate potentialele postsinapice excitatorii si inhibitorii. Tipurile de sumare a potentialelor postsinaptice:
1. Sumare spatiala → potentiale locale produse simultan in vecinatate
=> 3 combinatii posibile
2. Sumare temporala → potentiale produse in acelasi loc in succesiune rapida
=> 2 combinatii posibile

• potentialele de acelasi tip maresc raspunsul final
• potentialele diferite se anuleaza reciproc

Question 10

Cum are loc potentialul de actiune? Care sunt cele 3 faze?

Answer 10

Cand potentialul membranar atinge pragul de excitare:
- se deschid canalele de sodiu → influx Na+ → se schimba potentialul membranar de la 70 mV la 50 mV
- eflux de K
=> intai din cauza concentratiei
=> ulterior din cauza pozitivitatii interne
- dupa 1 milisecunda
=> se inchid canalele de sodiu ⇒
- incepe faza de repolarizare
=> dupa ce a fost atinsa se inchid gradual canalele de K+
=> pentru ca se inchid incet ies prea multi ioni K+ din neuron si il lasa hiperpolarizat

! Potentialul de actiune include doar ionii care erau langa membrana → un singur potential de actiune nu are mare efect, iar concentratia de repaus se restabileste repede.
! Pompa de sodiu-potasiu are un rol mic in restabilizarea potentialului de repaus.C

Question 11

Care sunt tipurile de perioade refractare?

Answer 11

Exista 2 tipuri de perioade refractare:
- perioada refractara absoluta - imposibil sa declansezi un alt potential de actiune
- perioada refractara relativa - e posibil sa declansezi un potential de actiune doar daca aplici nivele mai mari decat normal de stimulare

Question 12

Pentru ce sunt responsabile perioadele refractare?

Answer 12

Responsabile pentru 2 dintre cele mai importante caracteristici ale activitatii
neuronale:
1. Faptul ca potentialul de actiune calatoreste intr-o singura directie, de-alungul axonului
2. Rata de activare neuronala e relationata cu intensitatea stimularii - maxim 1000 de ori/secunda

Question 13

Cum se diferentiaza potentialul de actiune de potentialul postsinaptic?

Answer 13

Potentialul de actiune difera de potentialul postsinaptic:
- e nondecremental
- condus mai incet
=> diferentele se datoreaza faptului ca potentialul postsinaptic e pasiv, in timp ce cel de actiune e activ

Question 14

Cum poate fi conducerea semnalului de actiune?

Answer 14

ortodromica/normala → de la corpul celular spre butonii terminali
antidromica → de-alungul axonului inapoi spre corpul celular

Question 15

Cum se face conductanta potentialului de actiune in axonii mielinizati si nemielinizati?

Answer 15

Conductanta este diferita pentru axonii mielinizati si nemielinizati:
- axoni mielinizati
=> potentialul sare din nod Ranvier in nod Ranvier; conductanta saltatorie
=> conductanta e mai rapida
- axoni nemielinizati
=> de obicei in interneuroni care au axoni mici, care nu au potentiale de actiune
=> de obicei conductanta este pasiva si decrementala

Question 16

Care e viteza conductantei potentialului de actiune?

Answer 16

Viteza conductantei:
- e mai mare in axoni mai mari si mielinizati
- ex: neuroni motorii ale mamiferelor  100 metri/sec
- in axoni nemielinizati  1 m/sec

Question 17

Cum se diferentiaza neuronii cerebrali de cei motorii?

Answer 17

Multi neuroni cerebrali sunt activi continuu/fire continually
Axonii unor neuroni cerebrali conduc atat semnale gradate cat si potentiale de actiune
Potentialele de actiune variaza in duratie, amplitudine si frecventa
Multi neuroni cerebrali nu au potentiale de actiune
Dendritele unor neuroni cerebrali pot sa conduca potentiale de actiune

Question 18

Care sunt tipurile de sinapse?

Answer 18

Tipuri de sinapse:
- axodentrica
- axosomatica
- dendrodentrica
- axosomatica - mediaza facilitarea si inhibitia presinaptica

directionate (string of beads)→ locul eliberarii
neurotransmitatorului si cel al receptarii lui sunt apropiate
nondirectionate → locul eliberarii neurotransmitatorului e indepartat de cel al receptarii lui

Question 19

Care e anatomia sinapsei?

Answer 19

vezi pag 8

Question 20

Care sunt categoriile de neurotransmitatori?

Answer 20

Molecule mici
- sintetizate in citoplasma butonului terminal
- impachetate in veziculi sinaptici de complexul Golgi din buton
- veziculii sunt tinuti langa membrana presinaptica

Molecule mari → neuropeptide
- lanturi de aminoacizi scurte (3 - 36 aminoacizi); proteine scurte
- asamblate in citoplasma corpului celular de ribozomi
- impachetati in veziculi de aparatul Golgi din soma
- transportati de microtubuli catre butonii terminali
- nu stau la fel de aproape de membrana presinaptica

Multi neuroni contin 2 neurotransmitatori (coexistenta): o molecula mica si o neuropeptida (s-au mai observat si 2 molecule mici).

Question 21

Cum se face eliberarea moleculelor cu neurotransmitatori?

Answer 21

Exocitoza → procesul prin care neurotransmitatorii sunt eliberati
Cand un neuron este in repaus moleculele mici tind sa stea langa sectiunile din membrana presinaptica bogate in canale activate de
Ca2+
Cand neuronul e activat de un potential de actiune, canalele se deschid si intra Ca2+
=> asta face ca veziculele sa fuzioneze cu membrana presinaptica si sa elibereze neurotransmitatori in fanta sinaptica

E diferita pentru molecule mici si neuropeptide
=> moleculele mici sunt eliberate in pulsuri de fiecare data cand un potential de actiune declanseaza un influx de Ca2+
=> neuropeptidele sunt eliberate gradual ca raspuns la o crestere generala de Ca2+

Question 22

Cum se face activarea receptorilor?

Answer 22

Odata ce sunt eliberati, neurotransmitatorii produc semnale in neuronii postsinaptici prin lipirea de receptorul de pe membranampostsinaptica.
- ligand e orice molecula care re
lipeste de alta
Majoritatea neurotransmitatorilor se lipeste de diferite tipuri de receptori (subtipuri de receptori) → permit unui neurotransmitator sa trimita tipuri diferite de mesaje in parti diferite ale creierului.

Question 23

Care sunt tipurile de receptori?

Answer 23

1. Receptori ionotropici → asociati cu canale ionice liganddependente
   - cand neurotransmitatorul se lipeste de un receptor ionotropic, canalul ionic asociat se deschide si declanseaza un potential postsinaptic
   => ESPS => se deschid canale de Na+
   => ISPS => se deschid canale de K+ sau Cl2
2. Receptori metabotropici → asociati cu proteine de semnalizare si proteine G
   - sunt mai des intalniti
   - proteina de semnalizare e serpuita de 7 ori prin membrana celulara (are acces si extra si intracelular)
   - cand un neurotransmitator se lipeste de un receptor metabotropic, o subunitate a proteinei G se rupe si se intampla una din 2 lucruri:
   => se poate declansa un canal ionic declansand un semnal postsinaptic
   => poate declansa sinteza unui mesager de rang secund, care se difuza in citoplasma si poate influenta diferit celula
   ex: intra in nucleu si se lipeste de ADN, influentand expresia genetica
   => are efecte mai radicale, de lunga durata, difuze si variate in comparatie cu receptorii ionotropici

Autoreceptori → receptori metabotrpici care:
- se lipesc de proprii neurotransmitatori ai neuronului
- sunt localizati in membrana presinaptica
- functie → monitorizarea numarului de molecule de neurotransmitatori din sinapsa si sa schimbe gradul de eliberare in functie de cantitatea lor in fanta

Question 24

Cum functioneaza si care sunt functiile moleculelor mici si neuropeptidelor?

Answer 24

Molecule mici
- eliberate in sinapse directionate
- activeaza receptori ionotropici sau metabotropici care activeaza canalele ionice
- functie → transmiterea semnalelor postsinaptice (excitatorii/inhibitorii) rapide, de scurta durata

Neuropeptidele
- eliberate difuz
- se lipesc de receptori metabotropici care actioneaza prin mesageri de rang secund
- functia → transmiterea semnalelor lente, difuze si de lunga durata

Question 25

Care sunt mecanismele prin care neurotransmitatorii sunt eliminati din fanta sinaptica?

Answer 25

Reuptake - neurotransmitatorii sunt readusi in neuronul presinaptic de transportori

Degradare enzimatica - neuronii sunt degradati de enzime (proteine care stimuleaza sau inhiba reactii biochimice fara sa fie afectate de ele)
ex: acetilcolina e degradata de acetilcolinestreaza

Indiferent de modalitate, neurotransmitatorii sau resturile sunt aduse in buton si reciclate, inclusiv veziculele.

Question 26

Ce sunt sinapsele electrice?

Answer 26

Gap junctions/sinapse electrice
- spatii mici intre celule adiacente care sunt unite de conexine, canale proteice fine, tulbulare si pline cu citoplasma
- conecteaza citoplasma a doua celule adiacente, permitand transmiterea semnalelor electrice si a moleculelor mici
- transmit semnale mai rapid decat sinapsele electrice

Question 27

Care e rolul sinapselor electrice?

Answer 27

Celulele gliale, in special astrocitele si sinapsele electrice joaca un rol important in functionarea cerebrala. Sinapsele electrice pot fi:
- cerebrale; in special intre interneuroni inhibitori
- intre astrocite
⇒ sincronizeaza activitatea celulelor de acelasi tip
- astrocitele coordoneaza activitatea neuronilor si a sinapselor din proximitatea fiecareia

Sinapsa tripartita => transmisia sinaptica depinde de comunicarea intre neuronul presinaptic, postsinaptic si astrocita

Question 28

Care sunt clasele de neurotransmitatori?

Answer 28

Molecule mici
- neurotransmitatori conventionali
aminoacizi → sinapse directionate, rapide
monoamine → sintetizate dintr-un singur aminoacid; eliberate difuz in lichidul extracelular
acetilcolina
- neurotransmitatori neconventionali
→ produc excitare sau inhibare, nu amandoua
→ pot produce efecte diferite sub circumstante diferite

Neuropeptide

Question 29

Care sunt tipurile de aminoacizi?

Answer 29

a. glutamat - cel mai prevalent neurotransmitator excitator din SNC
b. asparat
c. glicina
d. acid gamma-aminobutiric GABA
- sintetizat din glutamat
- cel mai prevalent neurotransmitator inhibitor
- are efecte excitatorii in unele sinapse

Question 30

Care sunt tipurile de monoamine?

Answer 30

catecolamine
- dopamina
- adrenalina
- noradrenalina
- sintetizate din tirozina

indolamine
- serotononina
- sintetizata din triptofan

Question 31

Acetilcolina

Answer 31

creata prin adaugarea unui grup acetil la o molecula colina
se intalneste in jonctiunile neuro-musculare, sinapse din sistemul nervos autonom si SNC
degradata de enzima acetilconlinestreaza

Question 32

Care sunt tipurile de neurotransmitatori neconventionali?

Answer 32

a.Gaze solubile
produse in citoplasma neuronala si difuzate prin membrana in spatiul extracelular;
trec prin membrana pentru a sunt solubile la lipide;
stimuleaza productia unui mesager de rang secund
implicate in transmisia retrograda → regleaza activitatea neuronului presinaptic
i. oxid nitric
ii.monoxid de carbon

Endocanabinoide
anandamide
produse si eliberate imediat
sintetizate din lipidele membranei
eliberate de dedrite si soma
efecte asupra neuronilor presinaptici, inhiband transmisia sinaptica

Question 33

Care sunt tipurile de neuropeptide?

Answer 33

Peptide pituitare
Peptide hipotalamice
Peptide brain-gut
Peptide opioide
Peptide miscellaneous

Question 34

Ce e un agonist si un antagonist?

Answer 34

Agonist → faciliteaza efectele unui neurotransmitator
=> se lipesc de receptori postsinaptici si ii activeaza

Antagonist → inhiba efectele unui neurotransmitator
=> receptor blockers - se lipesc de receptori postsinaptici fara sa ii activeze si blocheaza accesul pentru alti neurotransmitatori

Question 35

Care sunt pasii actiunii neurotransmitatorilor?

Answer 35

Pasii actiunii
neurotransmitatorilor:
1. sinteza neurotransmitatorului
2. depozitare in veziculi
3. descompunerea in citoplasma a
neurotransmitatorilor care ies din veziculi
4. exocitoza
5. feedback inhibitor prin receptori
6. activarea receptorilor postsinaptici
7. deactivare

Question 36

Care sunt tipurile de receptori acetilcolinici?

Answer 36

1. Nicotici ⇒ ionotropici
2. Muscarinici ⇒ metabotropici

Question 37

Receptorii nicotici ⇒ ionotropici

Answer 37

→ sunt distribuiti uniform in sistemul nervos, au cai diferite si efecte diferite
→ sunt in CNS si PNS
Atropina (belladonna) - receptor blocker cu efect antagonist pe receptorii muscarinici
Curare - receptor blocker pe receptori
nicotici; blocheaza transmisia in jonctiunile neuromusculare

Question 38

Receptorii muscarinici ⇒ metabotropici

Answer 38

in PNS - receptorii nicotici sunt in jonctiunile dintre neuronii motori si fibre musculare; receptorii muscarinici sunt in sistemul nervos autonom
Botox - antagonist nicotic, blocheaza eliberarea acetilcolinei in jonctiunile neuromusculare

Question 39

Opioidele endogene

Answer 39

enkephalins
endorfine
sunt neuropeptide si au receptori metabotropici

Question 40

Medicamente antischizofrenice

Answer 40

Parkinson e asociat cu degenerarea unei cai de dopamina
Agonistii pentru dopamina (cocaina si amfetaminele) produc o stare asemanatoare schizofreniei
- schizofrenia e cauzata de o activitate dopaminergica excesiva iar la tratament se utilizeaza antagonisti pentru dopamina
- rol important al receptorului D2