Jonkanaler ✓ Flashcards
Jonkanaler är essentiella för att föra nervimpulser vidare, det kan uppstå fel som driver den normala nervfysiologin till patologisk om om jonkanalerna drabbas. Vad kan påverka jonkanalerna?
- Elektrolytrubbningar (förändringar främst i extracellulära jonkoncentrationer eg Na, K, Ca, Mg)
- Mutationer i jonknaalerna
- Läkemedelsbiverkan (kan påverka jonkanaler)
- Antikroppar kan riktas mot kanalen
* Vi kan sedan använda läkemedel för att normalisera den patologiska funktionen*
Hur fortleds en aktionspotential i nerven och hur påverkar man retbarheten?
- Natriumkanaler öppnas och släpper in natrium i cellen = mer positivt = tirggar aktionspotential
- Natriumkanaler inaktiveras och kaliumkanaler öppnas, kalium lämnar cellen och gör den mer negativ på insidan vilket sänker membranpotentialen (repolarisering).
Normal aktionspotential nerv = ca 1ms lång eller kortare
Stimulering (öppning) av jonkanaler
Natriumkanaler → Ökad retbarhet
Clorid och Kaliumkanaler → Sänkt retbarhet
Tvärt om sker med retbarheten om kanalerna ovan blockeras.
Vad händer med aktionspotentialen om man ökar stimuleringen stimuleringen på en nervcell?
Ökar stimulerings pulsen
När den ökar tillräckligt högte kommer den trigga igång att spänningskänsliga natriumkanaler öppnas som depolariserar cellen, sen kommer de stängas och kaliumkanaler öppnas som repolariserar cellen.
Ökar man stimuleringen ännumer än vad som krävs för att cellen ska få en aktionspotential, så stimulerar man aktionspotentialen snabbare. Det blir ingen ökning i amplitud eller duration.
Vad händer med aktionspotentialen om man förlänger stimuleringen på en nervcell?
Förlänger stimuleringspulsen
Om man förlänger stimuleringen så räcker det med lägre ström för att initiera en aktionspotential än för en kortare stimulering.
Man får ett litet hack i aktionspotentialen när stimuleringsströmmen stängs av.
Om man sen fortsätter att öka styrkan på stimulering så kommer aktionspotentialen att ske tidigare, men inte bli högre.
Längre stimuleringspuls sänker tröskeln för hur mycket ström som krävs för en aktionspotential helt enkelt.
Natrium och kalium strömarna är förskjutet och börjar
Hur förändras aktionspotentialen när man blockerar natriumkanaler? När vill man blockera natriumkanaler?
Om vi blockerar Natriumkanaler och stimulerar med samma ström som krävs för en aktionspotential vid normala fall, så kommer vi fortfarande att få en aktionspotential men den kommer bli lite fördröjd och lite lägre i amplitud tills det inte längre räcker för att ge en aktionspotential. Gränsen där det inte räcker kan vara väldigt skarp.
I detta fall var gränsen att minska Natriumkanalerna med 81%, vid 80% mindre kanaler fungerade det fortfarande. Vi kommer fortfarande att få lite strömmar i de natriumkanaler som finns kvar dock, tills vi blockerar alla natriumkanaler. Då får vi ingen ström alls.
När blockerar man
Vid lokalanestesi, när man vill helt blockera impulser och slå ut smärta. Eg tandläkarbedövning.
Samma behandling när man blockerar netriumkanaler används dock också vid epilepsi, då man vill minska retbarheten i hjärnan och vid hjärtarytmier (dock inte 100% blockering här… man vill bara försiktigt trycka ned dem)
Hur ser aktionepotentialen ut om man blockerar kaloumkanaler? När vill man blockera dessa?
Blockerar man kaliumkanaler så blir den nedåtgående fasen (repolariseringen) fördröjd. Vi får inte någon hyperpolarisering i slutet.
Anledningen till att vi äns repolariserar över huvudtaget är nu mest tack vare natriumkanalerna som stängs (ingen ström som lyfter upp spänningen), och leaky channels som är mer ospecifika och inte spänningsberoende.
När vill vi blockera kaliumkanalen?
Vid hjärtarytmier vill man ibland förlänga kanalen (antiarytmika), då tar det längre tid innan nästa aktionspotential i hjärtat kan komma.
Man kan också använda det om man vill förlänga nervcellsaktiviteten, dvs ge en längre aktionspotential. Detta kan underlätta fortledningen vid eg MS.
Man kan också vilja göra detta om man har sämre aktivitet i hjärnan eg vid alzeimers, så att de kvarvarande neuronen får en större effekt när de väl är aktiva.
När man pratar om extracellulära elektrolytökningar så är natrium inte så nämnvärt, ökning av extracellulär kalium kan vara riktigt farligt. Vad händer med aktionspotentialen om extracellulär kalium ökar? När används detta som läkemedel?
Om vi får mer extracellulär kalium (hyperkalemi) så kommer vilopotentialen att öka och amplituden på aktionspotentialen blir lägre. Ökar vi den lite för mycket så endras vilomembranspänningen ännu mer och vi får ingen aktionspotential överhuvudtaget.
Ökad kalium extracellulärt används vid
Hjärttransplantationer, man förvarar hjärtat i läsning med hög kalium så att hjärtat slutar slå.
Att injicera kalium i blodet är livshotande.
Varför försvinner retbarheten vid hyperkalemi?
Ökar man kalium på utsidan kommer cellen att depolariseras enligt nernst ekvation.
Detta gör att natriumkanalerna går från stängt läge till öppet läge, men de kommer inaktiveras med fotbojan öerhört snabbt så natrium inte hinner in. Sen stannar de i det inaktiverade läget sålänge man ligger på den ökade membranspänningen, repolariserar vi inte tillräckligt mycket kommer de inte öppnas igen.
En till elektrolytrubbning kan ske vid hyperventilering, vad är det för rubbning? Vad orsakar det för symptom och varför?
Andas man ut koldioxid genom hyperventilation. Koldioxid och vatten står i jämvikt med bikarbonatjoner och om vi ventilerar ut mer koldioxid kommer vi få mindre bikarbonat då det omvandlas till koldioxid och vatten (förskjuts åt vänster). Denna förskjutning kräver vätejoner och vi kan bli lätt alkalisk.
Albumin är negativt laddad och bilder gärna vätejoner, när vi tar vätejoner från albumin för att skapa koldioxid och vatten sätter sig andra saker på albuminet istället. Bl. a kalcium sätter sig där.
Hur vi får symptom och vad för symptom vi får
Calciumjoner interagerar normalfall med natriumkanalerna och trycker ned spänningsdetektorn och håller kanalen stängd, sjunker kalcium (lätt hypokalcemi), tar man bort bromsen på aktiveten i natriumkanalen så de lättare öppnas. Detta kan leda till ökad aktivitet och orsaka symptom som stickningar i händer/ansikte-muskulaturen. Då kan det uppfattas som obehagligt vilket leder till ännumer hyperventilation hos pat.
Sammanfatta vad hyperkalemi och hypokalcemi gör med membranspänningen och aktionspotentialen.
**De verkar genom att påverka natriumkanalerna
Hypokalemi**
Om kaliumnivåerna sjuter vilomembranpotentialen ovanför tröskeln för aktionspotential kan vi inte få någon aktionspotential överhuvudtaget. Vi behöver en mycket lägre ström för att utlösa aktionspotentialen tills den når tröskeln, då kan ingen mängd ström åstakomma detta.
Hypokalcemi
Kalciumjoner pvåerkar inte vilospänningen utan trösken för membranpotentialen, det blir lättare att öppna natriumkanalerna om man sänker kalcium då man tar bort hämning på spänningskänsliga komponenterna i natriumkanalerna. Höjer man kalcium höjer man tröskeln.
Vad händer med aktionspotentialen i en cell om man har en kontinuerlig stimuleringspuls i olika strömstyrkor?
- Ingenting alls, enbart förhöjd membranpotential som speglar stimuleringen av ström
- Tillräckligt med ström för att initiera en aktionspotential
- Tillräckligt med ström för att initiera en aktionspotential ännu snabbare
- Tillräckligt med ström för att initiera en aktionspotential ännu snabbare som sedan följs av repetitiva aktionspotentialer
- Aktionspotentialen kommer ännu snababre och följs av flera aktionspotentialer som dör ut i styrka (stimulerar man för mycket kväver man nervcells aktiviteten).
Vad händer om man har en kontinuerlig strömstyrka som är tillräckligt stark för en aktionspotential men har en mutation som gör att kaliumkanalerna fungerar sämre? Hur behandlar man detta?
Då får man den repetitiva fyrningen (liknar ett epileptiskt anfall). Vissa mutationer i kaliumkanaler kan alltså leda till epilepsi.
Genom att blockera natriumkanaler då så kan man motverka denna obalans och återgå till normal aktivitet.
Vad händer om man har en kontinuerlig strömstyrka som är tillräckligt stark för en aktionspotential men har en mutation som gör att natriumkanalerna har en ökad aktivitet? Hur behandlar man detta?
Minskade kaliumkanaler gav ökad retbarhet i nerven av en viss konstitutiv strömstyrka. Ökade natriumkanaler har samma effekt som minskad kaliumkanaler.
Detta kan orsakas av mutationer men också gifter som gör att natriumkanaler inaktiveras sämre.
Behandling
Man kan behandla detta genom att öppna kaliumkanalerna, detta går att göra på en mägnd olika sätt. Därför finns det också läkemedel mot epilepsi som öppnar kaliumkanaler.
Hur fungerar lokal anestetika som verkar på natriumkanalerna?
Lokalanestetika ligger ofta i jämvikt med laddad och neutralform beroende på pH, den oladdade formen passerar nervcellsmembranet och sen kommer vissa att bli laddade. De laddade formerna går in och blockerar natriumkanalerna inifrån och sänker nervcellsaktiviteten. Lokalanastetika kan bara gå in och blockera när kanalen är öppen, därför funkar det bättre på nerver med hög stimuleringsfrekvens. (frekvensberoendeeffekt på lokalanestetika). Öppnar man den oftare så kan man blockera den mer helt enkelt. Eg, går impulsen (nerv/hjärta) i normalrytm ger läkemedlet en mindre effekt på natriumkanalerna, men när hjärtat/nerver börjar rusa så kommer de ha större effekt.
Lokalanestetika konkurerar om samma ställe som inaktiveringsbojen gör.
Lokalanestetikarna lägger sig i noderna och blockerar nervimpulser, blockerar man enbart en nod kan impulsen passera ändå. Det finns en säkerhetsmarginal med hur många noder man måste blockera (ca 4-5 nider) motsvarar minst en halv cm stort för att det ska ha effekt.
