BLOK 1: Membrantransport, neurologi og biomekanik

Question 1

Kende til cellemembranens opbygning og kunne forklare, at cellemembranen består af et ”lipid dobbeltlag”

Answer 1

En cellemembran består af et dobbeltlaget lipidlag. Lipidlaget udgøres af phospholipider, der ligesom micelledannelse, vender disses hydrofile hoveder ud mod cellens omgivelser og ind mod cellens cytoplasma. Phospholipiderne har både et hydrofilt hoved og en hydrofob hale bestående af to upolære alifatiske carbonkæder. Kæderne vender ind mod hinanden hvilket giver membranen et fedtopløseligt indre. Dette tillader diffusion af fedtopløselige stoffer over cellemembranen.
I cellemembranen findes derudover tværgående proteinkomplekser, der fungerer som porre/transportproteiner så cellen kan afgive og optage næringsstoffer der ikke har en upolær ladning.

Question 2

Cellemembranens vigtigste funktioner

Answer 2

Kunne gøre rede for cellemembranens vigtigste funktioner
Afgrænsning af cellens arvemateriale, organer og cytoplasma
Beskyttelse mod ydre miljø
Diffusion af specifikke stoffer

Question 3

Kende de vigtigse membranproteiner og hvad de betyder for cellespecialisering

Answer 3

receptorer
enzymer
vævstypeantigener
forankrings proteiner
transportproteiner.

Ydermere inddeles de efter placering:
Transmembrane (gennem hele membranen)
monolipidlags
lipidforbundne
proteinhæftede proteiner (protein+transmembran protein).

Ved hjælp af ionkanaler og proteiner i cellemembranen foretages selektiv transport af specifikke ioner eller molekyler ind og ud af cellen. Celletypen afhænger af funktion og afgøres således af cellens genetiske materiale samt udtrykte proteiner i cellemembranen.
Eksempler på membranproteiners funktioner kan være transportører (Na/k-pumpen i nerveceller), receptorer (insulinreceptorer) og enzymer.

Afhængigt af membranproteinernes placering i og omkring cellemembranen inddeles de i følgende typer :
receptorer
enzymer
vævstypeantigener
forankrings proteiner
transportproteiner.

Ydermere inddeles de efter placering:
Transmembrane (gennem hele membranen)
monolipidlags
lipidforbundne
proteinhæftede proteiner (protein+transmembran protein).

Typisk ses transmembrane proteiner i alfa-helix-strukture, der danner et rør som udgør ionkanalerne.

Question 4

Opbygning af membranprotein

Answer 4

Membranprotein
min 19 hydrofobe aminosyre på et a-helix
indre hydrofile aminosyresidekæder der kan interagere med transport stoffer (ca)

Question 5

Kende til begreberne koncentration, flux og permeabilitet

Answer 5

Kende til begreberne koncentration, flux og permeabilitet
Koncentration: mål for mængde stof c i blanding af stof C (deraf c/C).
Flux: Mål for hvor meget af en given størrelse der strømmer gennem en flade (eks. Ca+ influx).
Permeabilitet angiver et stofs gennemtrængelighed.

Question 6

Kunne redegøre for cellemembranens (lipid dobbeltlagets) permeabilitet

Answer 6

Kunne redegøre for cellemembranens (lipid dobbeltlagets) permeabilitet
Cellemembranen består som før nævnt af et dobbelt lipidlag hvori de hydrofile hoveder vender udaf, og carbonkæderne (de hydrofobe haler) vender indad.
Således er cellemembranen permeabel overfor mindre hydrofobe stoffer (Oxygen, kuldioxid og kvælstof. Noter også at mindre polære molekyler (uladede) også kan trænge gennem cellemembranen. Det er samtidig ikke muligt for molekyler som vand at trænge gennem membranen, idet at vandet til

Question 7

Kunne redegøre for hvorfor og hvordan ioner og andre hydrofile molekyler kan transporteres over cellemembranen ved hjælp af membranproteiner

Answer 7

Hydrofile stoffer er polære eller ladede stoffer/ioner. Overordnet set findes tre måder, at polære molekyler kan transporteres over cellemembranen.
Under aktiv transport (forbrug af ATP), kan en transmembran-pumpe transporterer det ladede stof over cellemembranen.
Under faciliteret diffusion kan et polært stof trænge over cellemembranen gennem en transmembran-kanal eller pumpe. Noter at begge typer faciliterede diffusioner foregår under passiv transport, og processen kræver derfor ikke ATP.
Det er også muligt for vand at trænge gennem cellemembranen ved hælp af aquaporiner placeret i membranen.

Question 8

Porre/ionkanaler

Answer 8

Porre/ionkanaler:
Porer/kanaler tillader kun passage af små hydrofile molekyler. Ofte er kanalerne bygget som et rør, bestående af alfa helixer og evt beta foldeblade. Som regel kan porene reguleres (åbnes og lukkes), ved bestemte stofmængdekoncentrationer eller efter binding til specifikke molekyler.
Aquaporin-kanal: vand

Question 9

Ion pumper

Answer 9

Pumper: Skubber ioner MOD deres koncentrationsgradient under forbrug af ATP
Større molekyler som aminosyre og sukkergrupper kan kun trænge gennem cellemembranen ved hjælp af faciliteret diffusion. Faciliteret diffusion sker ved, at transport stoffet bindes til et transportprotein (transmembran pumpe), der åbner udad og går tværs gennem lipidlagene. Efter binding ændres transportproteinets tertiære struktur og åbner indad så transport stoffet kan frigives til cellens indre.
Eksempel på en pumpe kan være Na+/k+pumpen.

Na+/k+pumpen er spændingsreguleret, og sørger for konstant opretholdelse af Na+ og k+ koncentratiner på inder såvel som ydersiden af cellemembranen.
Ionkanaler kendes også som uniporterer. Disse kan kun transporterer en specifik typer ioner/molekyler. Ionkanalerne laver passiv transport og benytter ikke ATP under transport. Ionkanalerne kan enten være spændingsregulerede (spænding over membranpotientale) eller ligand-gatede ionakanaler (binding til specifikke ligander).

Question 10

Sym- vs. antiportere

Answer 10

Symportere
Symporterer transporterer to stoffer samme vej over cellemembranen.
Antiportere
Antiportere transporterer to stoffer hver sin vej over cellemembranen

Question 11

Opbygning af porre/ionkanaler

Answer 11

Porre/ionkanaler:
PorerIonkanaler opbygges af adskillige polypeptider.
Proteinets sekundære struktur sammenholdes af hydrogenbindinger mellem aminosyrenes NH- og carboxylsyregrupper. Disse
sekundære strukturer inddeles i to underkategorier: alfa-helixer (gul), og
beta-foldeblade (blå). α-helix’er har en vindeltrappe-struktur, der bevirker at radikalerne vender udad. Disse bindes, som før nævnt, sammen af
hydrogenbindinger mellem aminosyrernes NH grupper og en carboxylgrupper 4 led længere oppe i peptidkæden. Det er således a-helixer, der skaber ionkanalernes rørformerede struktur.

Question 12

Opbygning af ionpumper samt symp- og antiporter

Answer 12

Pumper:
Transmembrane pumper er enzymer, der transporterer ioner ind eller ud af cellen trods koncentrationsgradient.

Symportere og antiportere
CO-transporterne er opbygges af transmembrane protein-strukturer, der danner et intra- og extracellulært hul. Efter at et eller flere molekyler har bundet sig til proteinet foregår en konformationsændring, en ændring i proteinets tertiære struktur, og proteinet åbnes og frigiver transportstofferne.

Question 13

Beskriv ionkanalers selektivitet

Answer 13

Selektivitet
Ionkanaler transporterer specifikke ioner over cellemembranen og er deraf også selektive idet at de udelukkende transporterer specifikke ioner.
Det ses at nogle ionkanaler er ‘leaky’, og derfor ikke kan lukke, hvilket resulterer i en konstant transport af ioner. Et eksempel på en sådan ionkanal er k+ -kanalen.
Selektiviteten i ionkanaler sker via ion selektivitets “filtre”.
Det transmembrane protein, der udgør ionkanalen, er udstyret med specifikke aminosyre ved åbningen. Før at ioner kan passerer gennem ionkanalen skal disse dehydreres (idet at de uden for cellen befinder sig i vandig opløsning). Ionerne kan kun interagere med aminosyren, såfremt at disses binding er lige så stærk hvis ikke stærkere end bindingerne til vandmolekylerne.

Question 14

Beskriv ionkanalers GATING

Answer 14

Gating
Gating er en regulering/styring af ionkanalernes aktivitet. Kanalerne kan enten responderer og åbne/lukke på specifikt stimulus (spænding, ligander, varme eller tryk) eller spontant.
Ved stimuli bindes et mindre molekyle til ionkanal-proteinet(ligand-gated-ion kanal), og derefter foregår en konformationsændring i proteinets struktur således at ionkanalen åbnes og tillader passage.
Alle ionkanaler bliver gatede, og kan kun fungere via passiv transport.

Question 15

Beskriv spændings- og ligandregulrede ionkanaler

Answer 15

Spændingsregulerede ionkanaler
Andre ionkanaler er spændingsregulerede og responderer på ændring i membranpotentialet. Spændingsregulerede ionkanaler er typisk set på nerveceller, da disse spiller en stor rolle i videreførslen af aktionspotentiale over cellemembranen.

Ligand-regulering
Ligand-regulerede ionkanaler er gatede, og åbner/lukker kun ved stimuli fra specifikke ligander bundet til ionkanalen.
Efter ligandbinding kan ionkanalen også inaktivieres, ved en konformationsændring så stor at proteinet ikke kan vende tilbage til oprindelig form.

Question 16

Have kendskab til salte, samt simple syrer og baser

Answer 16

Salt
Salte er ionforbindelser mellem metalliske og ikke metalliske ioner. Fælles for alle salte er dog, at de:
Opløst i vand kan danne frie ioner
Er krystalliseret i fast form
Ikke har en samlet elektrisk ladning (TJEK)

NaCl(s) + H2O ⇄ Na+(aq) + Cl-(aq)

Når en ionforbindelse (et salt), reagerer med vand afskilles ionforbindelsen, og ionerne bliver fritflydende i vand, hvilket giver vandet den elektriske ledeevne.
Syre
Syre er et stof, et molekyle, der er i overskud af protoner, og derfor afgiver hydroner.
Trods varierende syrestyrke er væsken ætsende.

HCl(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl- (aq)

Når en syre reagerer med vand afgives der protoner til H2O som reagerer med denne og danner oxoniumion (H3O+). Samtidig findes der nu klor, som en fri negativ ladet ion da denne lige har afgivet en proton.
Base
Omvendt er baser et molekyle der er i underskud af H+ og modtager hydroner, og er derfor
NH3 (aq) + H2O(l) → NH4+(aq) + OH- (aq)

Når baser reagere med vand, optages der protoner fra H2O - især hvis basen er stærk. Derfor afgives der protoner og vandet bliver basisk med OH- grupper.

Question 17

Kend forskellige enheder for tryk

Answer 17

Kraft (F = Force)
F = m*a (a=acceleration)

Tyngdekraft (Fg)
Objekt med masse på m= 0,100 kg.
Tyngdekraft: Fg = m*g (g=tyngdeacceleration).
g=9,82 m=0,100 kg
F = 0,100 kg * 9,82 (N/kg) = F=0,982 Newton

Tryk (Ft)
Ft = Fg/A (A=Areal)
Tryk er tyngdekraft pr. areal. Alment når der snakkes om tryk angives det i enten newton (N), pascal (newton/m2), eller bar (100kPa).

Question 18

Beskriv Iso- hypo- hypertonisk miljø i cellen

Answer 18

Isotonisk miljø: Koncentrationen af stoffer uden for cellen er lig med koncentrationen inde i cellen, hvilket resulterer i ingen nettodiffusion af vand og opretholdelse af normal celleform og størrelse.
Hypotonisk miljø: Koncentrationen af stoffer uden for cellen er lavere end koncentrationen inde i cellen, hvilket fører til en nettostrøm af vand ind i cellen. Dette kan resultere i cellehævelse og mulig sprængning af cellen.
Hypertonisk miljø: Koncentrationen af stoffer uden for cellen er højere end koncentrationen inde i cellen, hvilket resulterer i en nettostrøm af vand ud af cellen. Dette fører til tab af nødvendig væske for mikroorganismerne og kan påvirke deres overlevelse.

Question 19

Beregn osmotisk tryk

Answer 19

Kunne beregne osmotisk tryk
p = Osmotisk tryk i = antal partikler ved opløst stof
C = Molære koncentration R = gaskonstanten (0,080205 ((kgatm)/(molK))
T = absolut temperatur målt i K (C+273).
pOsmotisk tryk=iCRT

Question 20

Forskel på intra og ekstracellulæe koncentraitnoer

Answer 20

Have kendskab til intra- og ekstracellulære koncentrationer
Der skelnes mellem intra- og ekstracellulære koncentrationer grundet at der i cellemembranen findes adskillige forskellige pumper, ionkanaler, og proteiner, der tillader specifikke molekyler og ioner at passerer ind i cellen. Denne selektivitet bevirker også at der kan være en anderledes koncentration af eksempelvis kalium indeni, som udenfor cellen.

Question 21

Membranpotientale i nervecelle

Answer 21

Eksempel på membranpotentiale i nervecelle (OBS på elektrokemisk ligevægt)
I hviletilstand er der, på indersiden af neuronets membran, en højere koncentration af K+ end på cellens ydre, som har en høj koncentration af Na+, hvilket skaber et hvilemembranpotentiale på -70 mV. Når et elektrisk signal videresendes fra en præsynaptisk endeterminal til en dendrit, løber det elektriske signal over neuronets soma. Såfremt at membranpotentialet i en depolarisering overstiger -55 mV (tærskelværdi) aktiveres den
spændingsregulerede ionkanaler (Na+) der er placeret i cellemembranen.

Dette resulterer i et Na+ influx og en mindre spændingsforskel, der påvirker den nærmeste Na+ kanal. Kort efter Na+ kanalerne er åbnet, aktiveres også K+ kanalerne, og som resultat af dette strømmer K+ ud af cellens indre, og membranpotentialet repolariseres. Et lavere membranpotentiale bevirker også, at Na+ - og senere K+ - kanalerne lukkes, og Na+ / K+ - pumpen har derefter til opgave at genoprette den oprindelige ionfordeling.
Aktionspotentialet overføres således over cellemembranen, indtil det når den præsynaptiske celles akson. Aksonet er dog ikke i direkte kontakt med dendritten på postsynaptiske nervecelle. Disse adskilles af en minimal synapsekløft, der ikke menes at være større end 30 x 10-6 mm. I synapsekløften overføres aktionspotentialet med transmitterstoffer.

Question 22

Kend Nernsts ligning

Answer 22

Nernsts ligning (ligevægtspotentiale)
Ligevægtspotentialet kan udregnes med Nernst ligning.
Ligningen beretter om at den elektriske gradient såvel som koncentrationsgradienten ligninger hinanden. Noter at ligningen kun er gældende for semipermeable membraner.

Question 23

Kend Goldmans ligning

Answer 23

Goldmans ligning (Diffusionspotientale)
Hvilemembranpotentialet påvirkes af kaliumkanalerne, der aldrig helt kan lukkes, og derfor konstant tillader passage af K+-ioner over membranen.
Derfor ligger værdien for hvilemembranpotentialet derfor også tæt på ligevægtspotentialet for kalium. Membranpotentialet (V in) beregnes med Goldmans ligning, der angiver Vin, når alle ion-gradienter og -permeabiliteter inkludere

Question 24

Redegøre for ionernes ligevægtspotentialer: Na+, K+, Cl-, Ca2+ i intra- og ekstracellulær fase samt i ligevægtspotientale

Answer 24

Na+
Intr: 12mM
Ekst: 150 mM
Lige: +67 mV

K+
Intr: 140mM
Ekst: 5 mM
Lige: -90 mV

Cl-
Intr: 10mM
Ekst: 110 mM
Lige: -60 mV
Ca2+
Intr: 100mM
Ekst: 2 mM
Lige: -90 mV

Question 25

Kunne beregne et membranpotential – og have kendskab til effekten af ændringer i ionkoncentrationer (intracellulært og ekstracellulært)

Answer 25

Ligevægtspotentialet defineres som det elektriske potentiale i cellen ift. cellens ydre, der opstår når koncentrationsgradienten og den elektriske gradient er i ligevægt.
En enkelt ions ligevægtspotentiale er altså den spænding over membranen, en celle ville have såfremt membranen udelukkende var permeabel over for den specifikke ion.

Membranpotentialet er derimod en værdi af gennemsnittet af samtlige permable ioners ligevægtspotentiale. Membranpotientalet afhænger således af ionkanalerne, ionkoncentrationerne, temperatur og tryk.
Det er derfor også af betydning om en ion har en stor eller lille gennemtrængelighed / permeabilitet.

Depolarisering
Na ind (positiv indre
Ca ind (positivt - meget lille stigning ift 3 andre)

Hyperpolarisering
K+ ud (negativ indre - grundet cellens store koncentration af K+)
Cl ind (negativ indre - negativt ladet)

Question 26

Kunne beskrive nervesystemets inddeling i CNS og PNS og den overordnede funktion

Answer 26

CNS (hjernen og rygmarven) PNS
Motorneuroner EFFERENT (muskler og kirtler)
Somatiske
Autonome
Sympatiske
Parasympatiske
Sensory neuroner AFFERENT
Hjernen inddeles overordnet i tre afdelinger:
Hjernestammen (truncus encephalicus), bestående af den forlængede rygmarv (medulla oblongata), hjernebroen (pons) og midthjernen (mesencephalon)
Lillehjernen (cerebellum)
Storhjernen (cerebrum), som inddeles i mellemhjernen (dicephalon) og hjernesfærene (telencephalon).Storhjernen kan samtidig inddeles i højre og venstre hjernehalvdel, der hver især består af en pande-, isse-, nakke-, og tindingelap.

Question 27

Beskriv opbygnign af neuron

Answer 27

Nerveceller består af en cellekrop, soma, hvorpå korte dendritter rækker ud, for at kunne modtage impulser fra øvrige nerveceller. Nervecellen har desuden en række organeller, som eksempelvis mitokondrier og ribosomer. Nervecellen har et akson, der forgrener sig til mange præsynaptiske endeterminaler. Aksonerne er omgivet af fedtholdige myelinskeder, der forøger nerveimpuls hastigheden, men for at nerveceller kan aktiveres og videresende en nerveimpuls, skal der opbygges en spændingsforskel mellem den indre og ydre membran (se figur 3).
De ranvierske indsnøringer er indsnævringerne mellem myelingskederne. Det er i disse, at de spændingsregulerede ionkanaler er placeret, og således ledes den elektriske strøm over myelinskederne til de nærmeste ionkanaler.

Question 28

Gliaceller

Answer 28

Gliaceller
Gliaceller er specifikke støtteceller. Hjælpecellerne specialiceres forskelligt i det centralte vs perfierer nervesystem.
I nervesystemet findes langt flere gliaceller end nerveceller. Gliaceller har en bred vifte af funktioner, herunder at sørge for at forsyne neuronerne med ilt, næringsstoffer og fjerne affaldstoffer. I centralnervesystemet findes 4 typer, mens der i det periferer nervesystem kun findes 2 typer gliaceller(se figur).

Question 29

Beskriv de vigtigste gliacelletyper

Answer 29

Ependymceller: Belægning i hulrum i centralnervesystemet, danner overfladen i hjernens ventrikelsystem.
Oligodendrocytter: Danner myelinskeder om CNS-neuroners aksoner, isolerer axoner med fedtrige udløbere.
Mikrogliaceller: Immunforsvarets celler i hjernen, kan skære synapse ender af ved infektion.
Astrocytter: Regulerer ionkoncentration og homeostase, forstærker blod-hjerne-barrieren, fjerner glutamat og toksiske stoffer.
Satellitceller: Beskytter og isolerer neuroner i spinal ganglion, reparerer muskelceller ved muskelskade.
Schwannske celler: Danner myelinskeder om axoner i PNS, udskiller neurotrofiske faktorer ved celleskade for at fremme nerve regeneration.

Question 30

Beskriv membranpotientale og strømstyrke

Answer 30

Membranpotentiale
Spændingsforskel over membranen. Måles med voltmeter i mV, hvor extracellulær fasen sættes til 0.

Strømstyrken
Bevægelse af ladede partikler over membranen. Måles med at amperemeter. Positive ladninger der bevæger sig ud af cellen giver en positiv strøm.

Question 31

Pseudounipolære, bipolære og multipolære

Answer 31

Neuroner fås i nervesystemet i mange forme og størrelser. De mest almene typer af neuroner er:
Pseudounipolære neuroner (PNS)
1 udløber fra soma, der forgrener sig i to (perifer og central gren).
Bipolære neuroner (sjældne) (CNS + PNS)
1 akson og 1 dendrit
Multipolære neuroner (CNS + PNS(som autonome ganglier))
Autonome ganglier har adskillige dendritter og aksoner.

Question 32

Beskriv nervecellens aktionspotientale

Answer 32

I hviletilstand er der, på indersiden af neuronets membran, en højere koncentration af K+ end på cellens ydre, som har en høj koncentration af Na+, hvilket skaber et hvilemembranpotentiale på -70 mV. Når et elektrisk signal videresendes fra en præsynaptisk endeterminal til en dendrit, løber det elektriske signal over neuronets soma. Såfremt at membranpotentialet i en depolarisering overstiger -55 mV (tærskelværdi) aktiveres de spændingsregulerede ionkanaler (Na+) der er placeret i cellemembranen.

Dette resulterer i et Na+ influx og en mindre spændingsforskel, der påvirker den nærmeste Na+ kanal. Kort efter Na+ kanalerne er åbnet, aktiveres også K+ kanalerne, og som resultat af dette strømmer K+ ud af cellens indre, og membranpotentialet repolariseres. Et lavere membranpotentiale bevirker også, at Na+ - og senere K+ - kanalerne lukkes, og Na+ / K+ - pumpen har derefter til opgave at genoprette den oprindelige ionfordeling.

Aktionspotentialet overføres således over cellemembranen, indtil det når den præsynaptiske celles akson. Aksonet er dog ikke i direkte kontakt med dendritten på postsynaptiske nervecelle. Disse adskilles af en minimal synapsekløft, der ikke menes at være større end 30 x 10-6mm. I synapsekløften overføres aktionspotentialet med transmitterstoffer.

Question 33

Overfærsel af aktionspotientale via neurotransmittere

Answer 33

Når det elektriske signal når til aksonets præsynapiske endeterminal, bevirker den elektriske spænding at Ca2+ kanaler åbnes, og der forekommer et Ca2+ influx i endeterminalen.
Ca2+ influxet bevirker at transmitterstof fyldte vesikler (se figur 16) igangsætter bevægelse mod synapsekløften. Ved hjælp af membran sammensmeltning, exocytose, tømmes vesiklernes transmitterstof ud i synapsekløften.

Der findes adskillige forskellige transmitterstoffer, der påvirker neuronernes synapse kommunikation forskelligt. Som illustreret i figur 16, findes heriblandt transmitterstoffet GABA. Efter de GABA transmitterstof fyldte vesiklers exocytose bindes GABA til specifikke GABA receptorer, som er placeret på den postsynaptiske dendrits membran. Bindingen resulterer i et Cl- influx, der bevirker at membranpotentialet falder yderligere og cellen bliver hyperpolariseret, hvilket stander impulsen.
Samtidig findes der også transmitterstoffer, som acetylkolin, der aktivere specifikke acetylcholin receptorer, hvilket imodsætning til GABA receptorerne, bevirker et Na+ influx, således at den postsynaptiske celle depolariseres, idet at membranpotentialet stiger.

Question 34

Exiterende og inhiberende neurotransmittere

Answer 34

Hjernens neurotransmittersystemer kan derfor overordnet inddeles i:
Et existerende neurotransmittersystem, der kan benytte bl.a. acetylkolin og glutamat som transmitterstoffer. Disse bevirker at den postsynaptiske celle depolariseres, og impulsen kan videresendes (se figur 16.a).
Et inhiberende system, der benytter GABA som transmitterstof, hvis formål er at hæmme overførslen af aktionspotentiale (se figur 16.b).

Question 35

Absolutte refraktærperiode

Answer 35

Absolut refraktærperiode
Under depolarisering.
Efter at Na+ kanaler er aktiverede og har gennemgået konformationsændring er de transmembrane proteiner ikke i stand til at aktiveres igen. Efter aktivering kræver proteinerne tid til at hyperpolariseres og vende tilbage til oprindelig tertiær struktur, og ionkanalerne er i denne refraktærperiode inaktive.
Et nyt AP kan ikke udløses da alle na-kanaler enten er aktiverede eller inaktiverede

Question 36

Relative refraktærperiode

Answer 36

Relative refraktærperiode
Efter hyperpolarisering.
Under og efter hyperpolarisering vil den negativt ladede energi ændre de spændingsregulrede ionkanalers struktur, og de vil vende tilbage til oprindelig tilstand.
I den relative refraktærperiode sænkes membranpotentialet til under -70 mV, der er normalværdien for hvilemembranpotentialet. Aktivering af omkringliggende Na+ kanaler er derfor muligt, det vil blot kræve en større mængde energi at nå over tærskelværdien, end almindeligt.
Et AP kan udløses ved stimui styrke højere end normalt.
Refraktærperioden sikre ensretning af APs udbredelse.

Question 37

Beskriv strømsløjfer og hvad udbredelseshastighed afhænger af

Answer 37

Strømsløjfer: når en del af et axon depolariseres vil positive ladninger tiltrækkes af negative ladnigner i cytoplasmaet. På den extracellulæer flade vil strømmen løbe mod den depolariserede region.

Udbredelseshastigheden afhænger af:
Aksonets diameter, da en højere diamter er hurtigere ledende.
Myelinering (schwannske celler og oligodendrocytter):
Membranens elektriske modstand (elektrisk læk). Dette gør at vi kan få fænomenet saltatorisk konduktion.
Saltatorisk konduktion: se nedenfor

Question 38

Saltatorisk konduktant

Answer 38

Saltatorisk konduktans omhandler hvorledes nerveimpulsen bredes over aksonet. Nerveledningshastighed øges ved hjælp af de omkringliggende fedtholdige myelinskeder. Indsnævringerne mellem myelinskederne (enten schwannskeceller i PNS el. oligodendrocyt-celler i CNS) er ranvierske indsnøringer. Da myelinskederne isolerer aksonet, er det ikke muligt for spændingsreguelrede ionkanaler, som befinder sig under myelinskedernes fedtlag, at responderer på den elektriske impuls.

Netop derfor føres impulsen hurtigere over aksonet, da respons på impulsen kun kan ske i de ranvierske indsnøringer mellem myelinskederne, eller ved aksonets præsynaptiske endeterminal. Note: alkohol (fedtopløselig)s betydning for nerveledningshastighed.

Question 39

Beskrive synapsens opbygning, og kunne redegøre for den neuromuskulære junktion

Answer 39

Neuromuskulær junction: Når signal kommer fra nervecelle til muskelcelle.
Nervecelle - nervecelle: elektrisk-kemisk synapse.
Neuromuskulær junction
Et aktionspotentiale bredes over neuronet
Den elektriske strøm aktiverer spændingsregulerede ionkanaler i den præsynaptiske endeterminal hvilket igangsætter et -
Ca2+ influx i præsynaptisk endeterminal = igangsætter bevægelse af
Transmitterstof fyldte vesikler, der bærer på transmitterstof acetylcholin (ACh)
Vesiklerne skubbes mod præsynaptiske endeterminals membran der vender ud til synapsekløften.
Via exocytose i synapsekløft fra præsynaptisk endeterminal, udtømmes ACh i synapsekløft
ACh flyder frit rundt i synapsekløften til transmitterstoffet støder på -
(ligandgatede) transmitterstofregulerede ionkanal i postsynaptisk membran
ach + ionkanal = na+ influx - depolarisering (EPSP).
Fra muskelcelle frigives nu ca2+ fra sarkplasmatisk retikulum i muskelcelle (muskelfibre) = muskelkontraktion.
Ach nedbrydes i synapsekløft til acetat og cholin af acetylcholinesterase.

Question 40

Forskel på ionotrop og metotrop receptor

Answer 40

Ionotrop receptor
Transmitterstof-reguleret (ligand gated).
Ionkanal med binding site til transmitterstof, der fungerer som aktivator og bevirker en konformationsændring i ionkanalen tertiære struktur så kanalen åbnes og tillader passage af specifikke ioner afhængnigt af ionkanalens aminosyre.

Metotrope receptorer (muskarine G-proteinkoblede receptore)
G-protein koblede receptorer.
Neurotransmitterstof bindes til receptor. Receptoren aktiverer og frigiver G-protein i cellens indre. G-proteinet bindes til et effector protein, der kan modulerer ionkanalen så ionkanalen åbnes og tillader ion-influx.
Kan indirekte påvirke ionkanalers aktivitet.
Receptor med 7 transmembrane segemtner. Indesiden findes et protien (G) der kan spaltes i subunits og aktiveter ionkanaler. Effekten kan være hurtig ved; ændring af G proteinet, ændirnger i metabolske processer,

Question 41

Temporal og spatiel summation af elektriske signaler

Answer 41

Summation af nervesignalering (temporal eller spatiel)
Temporal summation: tempo (Tid) summation (signalering adderes) = mange signaler med hurtige korte mellemrum.
Spatiel: når mange langsommere signaler rammer et sted på soma samtidig hvilket giver en langt større aktiveringsenergi, der i triggerzone udløser et aktionspotientale.

Question 42

Neuron-neuron og neuron-muskel signallering

Answer 42

Neuron-muskel
Adskiller sig i at et aktionspotientale altid vil frigive acetylcholin hvilket tillader muskelsammentrækning. Acetylcholin bindes til nicotinerge Ach receptore. Nerver har flerer synapserr med flere msukelceller, men en muskelcelle har kun kontakt til en nerve.
Neuron-neuron
Synaptisk integration. Mange forskellige transmitterstoffer der bestemmer om signalet skal exciteres eller inhiberes. Input fra mange neuroner (10.000).
OBS relativ refraktørperiode skyldes inaktivering af spædnignsafkæge na kanaler og åbne soændngsregulerede k+ kanaler

Question 43

Det autonome NS rolle

Answer 43

Autonomt nervesystems rolle: Autonome respons afhænger af input til enten somatiske+viscerale sensory nerves eller hypothalamus receptorer der responderer med enten; autonomt, endokrin, eller behavioristisk respons.
Homeostasis: konstant opretholdelse af indre miljø = steady state.
Tonisk kontrol (op- eller nedregulering) af cellers funktion.
Antagonistisk (excitatorisk el inhibitorisk kontrol af cellers funktion)
Signalstoffer har forskellige virkninger i forskelligt væv

Question 44

Adskillelse af sympatiske pg parasympatiske nerver i det autonome NS

Answer 44

Sympatiske nerve udgår fra TL område med korte præ ganglier der er sorte som kommunikere med røde postganglider der rækker ud til målorganer.
Der er også nogle nerver der ikke har en komminikatikon i den sympatiske ganglion (synapse) men hvor prægangion istedet går ud i prævertebra = mange ganglier der ligge rifbm store blodkarsystemer hvor den lange postganlgion går ud til målorganer.
Endelig findes også nerver der går gnm symoatiske ganglion go direkte til adrenal medulla/binyre der danner trasmitterstoffer = signalsystem.

Parasympatiske nerver: lange præganglion fører på til ganglier i hovedet men kan også føres til viscerale organer i thorax/abdomen med korte postganglion.
I det sakrale område findes spinale segmenter der føre lange præganglioner derføres direkte til viscreale organer (tarmsystemet og kænsorganer) med korte postganglier.

Sympatiske Thoracolumbale n. og adrenale medulla: Kort præganglie og lang postganglie
Parasympatiske Kraniosakrale: Lang præganglie og kort postganglie

Question 45

Viden om de forskellige neurotransmittere og receptorer i det autonome nervesystem og deres virkningsmekanisme

Answer 45

Somatiske nervesystem: ACH til nicotinerg (N) receptor
Enkelt motorneuron fra CNS til skeletmuskel
Autonome nervesystem:
Parasympatiske: Fra præganglion til postganglion (nicotinerg ACH) og fra postganglion til muskcelcelle (Muskarin ACH)
Sympatiske:
ACH fra kort præganglion til lange postganglionære i nicotinerg receptor. Signal føres til alfa-receptor og udskiller noradrenalin. Norepi aktiverer forskellige adrenerge receptorer (alfa 1/2 eller beta 1/2) = ændring i aktiviteter i organer.
Prægangion går ud til binyremarven og aktivere ACH til nikotinerge receptorer så binyremarven danner transmitterstoffer= endokrin kirtel → direkte til blodbanen. Norepi sendes til blodstrømmen til samme receptorer på målorganer.
Sidste er mindst almene transmitterstof vej. Visse dyr go steder i kroppen sker overførsel af transmitterstof fra postganglion til muskarin receptor = i svedkirtler og dilaterer blodkar.
Derudover findes non adrenerge, noncholdinerge neuroner (NANC) hvor transmittere er andre stoffer: NO (vasodilation i kønsorganer), ATP, Adenosine, VIP og NPY (cofaktorer), Substans P, somatostatin.

Question 46

Variskositet og target celle udgør den autonome neuroeffektor kontakt

Answer 46

Variskositet og target celle udgør den autonome neuroeffektor kontakt
Synaptisk varikositet der er hele kontaktetn.
Der ses et lille blodkar/kappilær og en celle/målorgan. Det autonome neuron har AP (aktionspotoeintale) der åbner spændongsregulerde calciumkanaler.
inde i cellen triggers exocytose af vesikler med transmitterstof NE (noradrenaline) der bindes til adrenerge receptor (alfa/beta) der er G protein koblede hvilket trigger et cellulært respons.

Signalet ophører hurtigt ved at det hurtigt diffundere væk og føres væk med blodstrømen hvor det kan omsættes af enzymer i andre organer som nyren eller leveren. NE kan også aktivt transporteres tilbage.

Question 47

Adrenerge og cholinerge neurotransmittere

Answer 47

Adrenerge receptorer
Alfa-1-adrenerge receptorer i det sympatiske nervesystem findes i fleste målorganer og er følsomme for noradrenalin. AKtiverer typisk IP2 og intracellulært Ca2+ der aktiverer PKC.
Alfa-2-receptorer der primært findes i mave tarmkanalen og pancreas og også har højest affinitet for noradrenalin der nedsætter koncentration af cAMP.

Beta-1-receptore. Hjertet og nyre, lige stor affinitet for noradrenalin og adrenalin = øger koncentration af cAMP.
Bet-2-receptore: i blodkar og glat muskulatur i nogle organer - højere affinitet for adrenalin = øger cAMP.
Beta-3-receptore: Fedtvæv = højst affinitet for NE og øger kocnentraiton af cAMP.

Cholinerge receptoer:
Nn = postganglionisk autosonem nerver der åbner nonspecifikke monobalente kation kanaler.
Nm = skelet muskulatur - åbner specifike monovalente kation kanaler
Muskarine receptorer der står for muskarine autonome effektor på målorganer.
M1, M3, M5 = nervesystem og aprasymaptiske targetvæv = øger IP3, Ca2+ og PKC.
M2, M4 = Nervesystem, parasympatiske target væv = nedsætter cAMP, åbner kalium kanaler.
OBS. m3 og m2 står for de vigtigste effekter i kroppen.
Mange autonome receptorer er klonet og har syntetisere agonister og antagonister- DIsse stoffer kan derfor ofte efterligner og inhiberer neurotransmitternes virkning. Kokain hæmmer genoptagelse af noradrenalin

Question 48

Barorreceptor

Answer 48

Barorreceptor aktivitet
Cartotis arterre rover aorter indeholder baroreceptorde r fornemmer tryk oarteirerne ved at mærke hvor meget arterierne strækkes. DEs højrer tryk = des større stimuli = afferent stimuli til hjernestammen m. medulla og hjerneaktivitetscenter.

Question 49

muskeltyper

Answer 49

Skeletmuskulatur: Tværstribet, rørformede, flerkernede fibre, frivillig kontrol.
Hjertemuskulatur: Tværstribet, forgrenede fibre, ufrivillig kontrol.
Glat muskulatur: Ikke-striatede, enkernede fibre, ufrivillig kontrol. Ofte kontrolleret af det autonome nervesystem.

Question 50

Kunne redegøre for opbygningen af sarkolemma, t-tubuli og sarkoplasmatisk retikulum

Answer 50

Skeletmuskler består af fascikelbundter omgivet af epimysium.
Fasciklerne er forbundet af bindevæv kaldet perimysium.
Hver fascikel indeholder muskelfiberbundter, hvor bindevævet kaldes endomysium.
Muskelfibrene, også kaldet muskelceller, har en lang fiber-lignende struktur.
Muskelfibrene er organiseret i bundter af myofibriller.
Sarkolemma er muskelcellemembranen, der består af to lag og indeholder polysaccharider og kollagen.
Det yderste lag af sarkolemmaet spiller en rolle i fasthæftelsen af skeletmuskler (tendon).
Sarkolemma har huller, der danner T-tubuli-rør, der omgiver myofibrillerne og tillader indtrængen af neuronale synapser.