Luvut 2-8 (Neural signaling)

Question 1

Passiivinen ja aktiivinen jännitemuutos

Answer 1

Aktiivinen = aktiopotentiaali Passiivinen = erinäköiset muutokset johtuen häiriöstä

Question 2

Ionipitoisuuerot solukalvon molemmin puolin, ja mitä siitä seuraa?

Answer 2

Kaliumia (potassium) huomattavasti enemmän solun sisällä. Natriumin (sodium) kohdalla päin vastoin. Suurin ero on kalsiumissa, jota on 10000-kertaa enemmän solun ulkopuolella. Cloridia on myös enemmän solun ulkopuolella mutta ero ei ole niin huima. Kun pitoisuuserot pyrkii tasoittumaan, siitä syntyy jännitettä

Question 3

Kalvosähköinen tasapaino

Answer 3

Solukalvolla kokoajan pieni “kahina” käynnissä. Koska puhutaan suolaliuoksista, niihin liittyy tietty varaus. Ionit liikkuessaan vie varausta mukanaan. Kalvolle syntyvä jännite on sellainen, että se tasaa ionien pitoisuuseroja (lepojännite).

Question 4

Polarisaatio

Answer 4

Kalvon toisella puolella on enemmän varautuneita ioneja kuin toisella

Question 5

Depolarisaatio & hyperpolarisaatio

Answer 5

Ionien epätasapaino yrittää tasoittua. Jostain syystä yhtäkkiä natriumia virtaa solun sisälle. Kun tasapaino alkanut syntymään, kaliumia virtaa ulos

Question 6

Mikä tekee passiivisesta ja aktiivisesta muutoksesta erilaisen? Kummassakin virtaa ioneja solukalvon läpi?

Answer 6

Natrium ja kalium kanavat jännitesäädeltyjä kanavia. Jännitteen pitää mennä lähelle nollaa, jotta natriumkanavat aukeaisivat.

Question 7

Repolarisaatio

Answer 7

Natriumakanava inaktivoituu. Kalium kanava alkaa reagoida.

Question 8

Refraktoriaika

Answer 8

Natriumakanavan ominaisuus, inaktivoituminen, rajoittaa aktiopotentiaalin määrää solukalvolle. Sen pituus määrittää sen, milloin seuraava aktiopotentiaali tulee. Vaihtelee eri hermosoluissa.

Question 9

Passiivinen johtuminen

Answer 9

Jännitehäiriön eteneminen, hiljenee pikkuhiljaa, joten viesti ei pääse kunnolla perille. Passiivista tapahtuu jos kanavat ovat sellaisia että niistä puuttuu “koneisto”

Question 10

Sähköimpulssin aktiivinen johtuminen

Answer 10

Häiriö tarpeeksi iso, jolloin se toistuu myös seuraavaan hermosoluun. Signaali ei vaimene. Aikalukon ansiosta impulssi etenee vain yhteen suuntaan.

Question 11

Myeliinituppi nopeuttaa signaalia

Answer 11

Mitä paksumpi hermo, sitä nopeammin aktiopotentiaali etenee. Häiriö hyppää tupen yli, ei siinä ei tapahdu mitään

Question 12

Kontaktipinnat joidenka avulla hermosolut keskustelee

Answer 12

Synapsi: a) elektroninen synapsi - tiukka liitos jossa pieni rako (gap junction), jossa liitoksena kokoajan auki olevia ionikanavia > vuotaa (mm. astrosyytit, interneuronit) b) kemiallinen synapsi - molekyylit valottaa tiedon muutoksesta seuraavalle solulle.

Question 13

Välittäjäaineen vapautuminen

Answer 13

Valmiina pakattuna rakkuloihin, jotka lähellä solukalvoa odottamassa impulssia. Kun sähköinen häiriö tulee solukavoon, kalsium-kanava aukeaa. Tämä ohjaa välittäjäainerakkulan sulautumista solukalvoon. Tällöin va pääsee vapautumaan suljettuun tilaan, ja sitoutuvat tiettyihin reseptoreihin, ja riippuen reseptorista, tapahtuu jotakin, yleensä natrium pääsee solun sisään. Usein sama va-rakkulan kalvo kuroutuu uudelleen. Usein myös va kierrätetään.

Question 14

SNARE (snap receptor complex)

Answer 14

Väkäset solukalvossa jotka tarttuu toisiinsa ja tarttuu va-rakkulaan, kalsiumin vaikutuksesta va purkautuu rakkulasta

Question 15

Hermovälittäjäaineet

Answer 15

Monipuolisia: Niitä on noin 100, sekä reseptoreja on iso joukko, joihin tarttuvat. -> todella laaja valikoima käyttää signaaleja. Sama välittäjäaine voi toisaalta sopia useisiin eri reseptoreihin. Tavallisimmat ovat pienimolekyylisiä, joku aminohappo runkona. Lisäksi on isompia välittäjäaineita, neuropeptidejä (useita aminohappoja kimpussa, 5-30). Lipidit. Kaasut.

Question 16

Pienimolekyyliset va:t

Answer 16

Pieniä ja nopeita.1) eksitatoriset (mm. glutamaatti) 2) inhibitoriset (mm. gaba) 3) biogeeniset amiinit: katekoliamiinit (dopamiini, adrenaliini, noradrenaliini), monoamiinit (asetyylikoliini, serotoniini joka indoleamiini, histamiini joka imidatsoliamiini), puriinit (ATP).

Question 17

Neuropeptidit

Answer 17

Isoja ja hitaita. 1) opioidipeptidit: beeta-endorfiini, endomorfiini, nosiseptiini, enkefaliinit 2) substance P: orexin, vasopressiini, oksitosiini

Question 18

Lipidit

Answer 18

Esim. Endokannabinoidi. Lipidit ovat solukalvon fosfolipidejä, eli ne lohkaistaan solukalvosta.

Question 19

Kaasut

Answer 19

Nitric oxide & carbon monoxide. Ovat hyvin yksinkertaisia välittäjäaineita, Eivätkä täytä kaikkia va ominaisuuksia.

Question 20

Asetyylikoliinin kierrätys

Answer 20

Hermolihasliitosten välittäjäaine. Solu ottaa glukoosia sisään, ja mitokondriosta syntyy asetyylientsyymiä. Siihen yhdistetään koliini-molekyyli. Koliini-Asetyylitransferaasi tekee “työn”. Tämä entsyymin toiminta (sekä raaka-aineiden määrä) määrää, kuinka paljon ACh:ta syntyy. Vesikulaarinen asetyylikoliinin transportteri siirtää sen rakkulaan. Synapsikuilussa asetyylikoliini esteraasi hajottaa sen osasiin. Koliini kiertää solulle, ja otetaan sieltä takaisin sisään, ja on heti valmiina työhön.

Question 21

Asetyylikoliinin tumakkeet

Answer 21

Aivoissa vain kahdessa tumakkeessa: Basaalisissa etuaivoissa ja aivosillan alueella. Kaulasta alaspäin sitä on kaikkialla.

Question 22

Katekoliamiini tumakkeet

Answer 22

Noradrenaliini ja adrenaliini myös harvinainen aivoissa: noradrenaliini: aivosillassa (sinitumake), dopamiini: keskiaivojen substantia nigra (mustatumake)

Question 23

Serotoniini tumakkeet

Answer 23

Aivorungon Raphe nuclei.

Question 24

Histamiinin tumakkeet

Answer 24

Väliaivojen hypotalamuksen tumake

Question 25

Glutamaatin kierrätys

Answer 25

Syntetisoidaan glutamiinista. Vapautuneen gluamaatin käsittely ulkoistettu astrosyyttiin, jossa se taas hajotetaan glutamiiniksi. GABA syntetisoidaan myös glutamiinista, sekä käsitellään myös astrosyytissä.

Question 26

Välittäjäainereseptorit

Answer 26

Molekyylin säätelemät ionikanavat Va sitoutuu reseptoriin, jossa on solun sisäinen säätely-yksikkö, g-proteiini aktivoituu, sen alayksikkö vaikuttaa toiseen ionikanavaan tai sitten toiseen säätely-yksikköön, joka vaikuttaa ionikanavaan.

Question 27

AMPA-reseptori

Answer 27

Pienimolekyyliset, nopea reseptori. Heti auki - perus kommunikaatiota. Tarvitsee kuitenkin polyamiinin toimiakseen.

Question 28

NMDA-reseptori

Answer 28

Pitkä ionivirta. Ligandisäädelty ja jännitesäädelty - magnesiumtulppa, ja lähtee siitä vasta merkittävän muutoksen jälkeen. Erityinen merkitys - hermosolujen muovautuvuus sen säätelemä. Vaatii va:n ja riittävän jännitemuutoksen lisäksi glysiinin toimiakseen.

Question 29

GABAa reseptori

Answer 29

Toiminta estää impulsin. Vapauttaa kloridia. Löydetty monta säätelevää sitoutumiskohtaa. Kaikki anesteetit vaikuttaa johonkin sen sitoutumiskohdista.

Question 30

Metabotrooppiset reseptorit (G-proteiini-välitteinen)

Answer 30

Lähes kaikkiin monoamiineihin toimiva.

Question 31

Autosynaptinen reseptori

Answer 31

Signaalia lähettävässä hermosolussa, eli mitä enemmän va:ta vapautuu, sitä enemmän alkaa neuroni jarruttamaan sen vapautumista. Yleensä g-proteiini-kytkeytyviä.

Question 32

Solunsisäinen signalointi - reseptorin signaalinvälitys

Answer 32

1) Reseptori on kanava itsessään 2) Signaali kytkeytynyt g-proteiiniin 3) reseptorit jotka entsyymeitä 4) solun sisällä olevat reseptorit

Question 33

G-proteiinikytkentäisten reseptorien solunsisäinen signaalinvälitys

Answer 33

Entsyymi joka aktivoituu, vapauttaa toisiolähetin, joka vaikuttaa solun sisäiseen signalointiin

Question 34

Hermosolujen toisiolähetit

Answer 34

1) kalsium 2) cAMP ja cGMP 3) solukalvosta pilkotut molekyylit

Question 35

Solun sisäinen signalointi - kalsium

Answer 35

Kalsiumtasapaino solun sisällä keskeinen asia. Voi tulla jännitesäädeltyä ionikanavaa pitkin, NMDA-reseptorista tai solun kalsiumvarastoista. Kuljetusproteiinit heittää ylimääräistä ulos

Question 36

Solun sisäinen signalointi - sykliset molekyylit

Answer 36

Muuttavat ATP:tä rengasrakenteeksi g-proteiinille, mikä vie viestiä eteenpäin, yleensä jollekin entsyymille

Question 37

Solun sisäinen signalointi - solukalvosta pilkotut molekyylit

Answer 37

Vapauttaa kalsiumia solun sisällä tai aktivoi toisen enstyymin joka vaikuttaa solun sisällä

Question 38

Proteiinien säätely fosforylaation kautta

Answer 38

Jokaisessa toiminnallisesti tärkeässä proteiinissa on-off kytkentä. Proteiini voidaan liittää fosfaatti yhdisteeseen. Kinaasi ja fosfataasi enstyymit vaikuttavat onko proteiini liitettynä. Yleensä syklinen toisiolähetti aktivoi proteiinikinaasin. Kun kinaasi liittää sen fosfaattiryhmään, se tulee aktiiviseksi. Yleensä syntyy säätelyketjuja, kun aktiivinen proteiini vaikuttaa toisiin proteiineihin. Esim jos hermosolun pinnalla hermokasvutekijän reseptoriin tulee kasvutekijä, se aktivoi tyrosiinikinaasin. Tästä kolmenlaiset signaalit aktivoivat kinaasiketjuja, lopulta signaali pääsee tumaan, vaikutus kalsiumiin ja solun perustoimintoihin.

Question 39

Signaalin ajallinen ja paikallinen vahvistuminen

Answer 39

G-proteiinivälitteinen signalointi aktivoi monia muitakin G-proteiineja (>signaalin vahvistuminen), ja ne aktivoi adenoniinisyklaasin. Se taas tuottaa paljon cAMPia (>vahvistuminen) joka aktivoi proteiinikinaasin ja se aktivoi lisää proteiinikinaaseja.