Nervceller, synapser och plasticitet Flashcards
Vilka är de vanligaste typerna av nervceller strukturellt?
- Projektionsaxoner – har långt axon då de ska nå och brukar vara mulitpolära
- Bipolär neuron (vanliga i retina)
- Pseudo (låtsasunipolärt)
- Unipolär (finns under den embryologiska utvecklingen)
Den multipolära nervcellen är vanlig var och förmedlar till vilka?
- A – multipolär – finns i cerebellum, stort träd som tar emot signaler från andra delar av nervsystemet och förmedlar via axonet till kärnor som ligger mellan lillhjärnan och hjärnstammen
- B – lokalt interneuron – multipolär cell men påverkar lokalt inom ett visst område (ofta inhibitoriska och kan hämma signaler som ska till en viss cell), modulerande
Var är den pseudounipolära cellen vanlig?
C – pseudounipolär cell, ena änden av axonet mot ryggmärgen och andra ut i kroppen. Dessa celler finns i dorsalrotsganglie och är vanliga i sensoriska delen av nervsystemet, t ex från huden (övre utskottet) till ryggmärgen (nedre delen)
Var finns projektionsneuron typiskt och vad förmedlar de till?
- D – finns i stora hjärnans bark (pyramidcell), typiskt projektionsneuron (långt axon neråt) ofta motorisk signal till ryggmärg för att påverka muskelfunktion
- E – projektionsneuron, multipolär
- Sista är bipolärt och då typiskt för retina
Vad kallas nervceller i grupp i PNS och vad bildar deras axoner?
Ganglier
I PNS bildar axonet nerver
Vad kallas nervceller i grupp i CNS och vad bildar de?
Grå substans
I CNS bildar de vit substans
Vilka typer av astrocyter bildar framför allt grå substans?
Vilka typer av astrocyter bildar framför allt vit substans?
Vad gör oligodendrocyten, microglia och ependymceller?
- Oligodendocyter myeliniserar axonen i CNS, mikroglica fagocyterar ex dött material, ependymceller är en typ av epitel som bekläder ventrikelsystemet
Var beslutas om nervcellen ska skicka aktionspotential?
Cellen mottar hela ständigt flera signaler och beslut om vidarebefordring tas alltså i axon hillock (är den tillräckligt depolariserad!?)
Varifrån på bilden beslutas om aktionspotential?
Vid axon hillock
Vad kallas det när axonet kontaktar cellsomat?
Axosomatisk synaps
Vad är en axodendritisk synaps?
Synaps längre ut på dendriten
Dendriten kan bilda små utskott (namn?) där synaps kan uppstå, vad kallas dessa?
Utskotten kallas för ”spinor” och synapsen kallas för axodendritisk synaps på dendritisk spina
Vad är en axoaxonal synaps?
Liten axonbutong på annan axon (kan hämma den större axonen – inhibitorisk verkan), tillhör ofta lokala interneuron
Vad består av myelin av?
Axonlipider och myelinspecifika proteiner
Vad kallas stödjeceller för i CNS och vilka celler innefattar detta?
Gliaceller (utgör stöd för nervcellerna)
Ex är:
astrocyter
microglia
oligodendrocyter
Vad gör astrocyten?
- Reglerar blodhjärnbarriär, ligger där med utskott och bidrar till skydd
- Reglerar också den extracellulära jonkoncentrationen (ex kalium), viktigt då vi inte vill ha ofrivilliga aktionspotentialer
- Metabol reglering – astrocyter kan ta upp näringsämnen och förse nervceller
- Omsättning och återupptag av transmittorer (ex glutamat), viktigt för att inte överstimulera nervceller
- Påverkar förstås synaptisk transmission
- Omger kärlen och finns också i direkt anslutning till pia mater
Hur sker myelinisering i CNS?
- Ett utskott från oligodendrocyten myeliniserar ett segment vilket innebär att oligodendrocyten sammantaget kan myelinisera många segment och flera axoner
Vilka stödjeceller finns i PNS och vilken är deras funktion?
- Schwannceller myeliniserar axonet, en cell bildar ett segment av myelin som ses på bild
- Satelitceller ligger kring och runt ganglier och har skyddande funktion
Hur sker myelinisering i PNS och vad omger icke myeliniserade axoner?
- En schwanncell (N) myeliniserar ett segment
- De blå är axoner
- Tjockare axon gör att schwannceller drar fler varv runt – tjockare myelinskida
- Icke myeliniserade ligger inte nakna men är invaginerade i cytoplasman hos Schwanncellen vilket kan ses i E
Ofta arbetar nervceller och axon i nätverk, vad innebär konvergens?
B visar konvergens
Ofta arbetar celler i nätverk, vad innebär divergens?
A visar divergens
Ofta arbetar celler i nätverk, vad innebär återkopplande nervceller?
Feedback
Ofta arbetar celler i nätverk, vad innebär parallella vägar till en cell?
Bild D
Vad är EPSP?
Vad är IPSP?
- Excitatory postsynaptic potential
- Inhibitory postsynaptic potential
Ett inhibitorisk axon verka på nervcellen direkt men också genom att?
Kan påverka både på soma men också presynaptiskt genom att motverka axon
Hur når impulser nervcellen?
Via dendritträdet?
Vilka två olika typer av elektriska synapser har vi och vad gör de?
- Kemisk synaps (höger) (vanligast) – nervcellen bidrar med sina ändbutonger och presynaptiskt membran med vesiklar fyllda med transmittosubstanser i synapsklyfta till postsynaptiskt membran
-
Elektisk synaps som har kontakter med GAP-junctions
- Bägge verkar genom att depolarisera eller repolarisera (hämma) mottagarcellen
Vad är en synaps?
Kontakt mellan två olika nervceller
Vilka celler står för återupptag av transmittorer?
Gliaceller (astrocyter)
Hur går vesikel till membranet och hur frisätts transmittorer i synapsen?
När butongen nås av aktionspotentialen kommer vesikel röra sig mot membranet med hjälp av synapsin och actin
- vSNARE fäster till tSNARE på membranet (tvinnas runt varandra (snare complex) eftersom de har hög affinitet) och SSV (vesikeln), den sitter nu i presynaptiskt membran
- Synaptotagmin sitter i vägen och exocytos sker inte direkt
- Aktionspotentialen depolariserar membranpotentialen (Na2+-kanaler) och därför öppnas spänningskänsliga Ca2+-kanaler vid vesiklarna (få av dessa)
- Ca2+ fungerar som messenger, dessa binder till synaptotagmin vilket ger en konfirmationsförändring och de sitter inte längre i vägen och vesikeln och membran smälter samman och vi får en kontrollerad exocytos
- Transmittosubstanser kan diffundera över till postsynaptiskt membran
Receptorer på postsynaptisk membran kan vara jonotropa, vad innebär det?
- Jonkanaler kan släppa igenom joner när transmittorn bundit till receptor vilket ger en depolarisering och öppnande av jonkanalen
- Innehåller transmittobindande site och en membranöverbryggande domän som formar jonkanalen
- Snabb
Receptorer på postsynaptiskt membran kan vara metabotropa, vad innebär det?
- innebär att G-proteiner svarar på transmittosubstansen genom second messengers vilket ger öppning av jonkanal
- Innehåller extracellulär transmittobindande site och intracellulär domän som binder till G-protein
- G-proteinet har tre subenheter – alfa, beta och gamma
- Alfa binder till GDP vilket tillåter alfa att binda till beta och gamma vilket bildar en inaktiv trimer
- Bindningen av en extracellulär transmittosubstans leder till konfirmationsförändring där GDP ersätts av GTP vilket aktiverar G-proteinet och alfa dissocierar från beta och gamma
- Bägge dessa komplex kan nu mediera fortsatta svar i cellen (t ex aktivering av jontropa receptorer eller bindande till andra effektorproteiner som enzymer)
- Långsam (millisekunder till minuter)
Kan en transmittosubstans binda till flera olika receptorer samtidigt, vad innebär detta för responstiden?
Transmittosubstans kan binda till flera olika receptorer vid samma synaps och därför ge både snabb och långsam respons
Var bildas enzymerna som syntetiserar transmittor, hur kommer de till axonen och hur bildar den transmittorer?
Enzymer bildas i cellkroppen och transporteras sedan via mikrotubuli ner i axonen och kommer där syntetisera färdiga transmittorer av prekursorer och packa dem (histamin, glutamat m fl.)
Hur bildas peptider som är transmittorer och hur kommer de till axonen?
Peptider bildas som prekursorer och fraktas genom mikrotubuli och modifieras med hjälp av enzymer och sedan frisättas (substans P)
Hur syntetiseras acetylkolin?
Acetylkolin syntetiseras i neuroner (terminalt) genom att acetyl-koA (från mitokondrie) och kolin fusioneras genom kolin-acetyltransferas (ChAT)
Hur frisätts och återupptas acetylkolin?
- Förpackas i vesiklar och frisätts som svar på aktionspotential
- Bryts ner av acetylkolinesteras (AChE) till kolin som kan återanvändas och acetat. Bryts det inte ner kan muskler stelna (vissa nervgifter fungerar så)
- Kolin tas upp av både mottagar- och givarcell genom Na+-symporter bland annat
Hur syntetiseras GABA?
Syntetiseras genom glutamatdekarboxylas (GAD) av glutamat (ursprungligen glukos) (enzymet kräver derivat av B6)
På vilka olika sätt kan GABA tas upp och återvinnas?
- Kan tas upp av både gliacell (astrocyt) och av presynaptisk terminal genom GABA-transporter (GAT), Na+-symporter
- Astrocyten kan bryta ner GABA till glutamat och sedan återföras till butong som omvandlar tillbaka till GABA
Vilka receptorer binder GABA till?
-
GABA-A-receptor (jonotropisk)
- Fem subenheter (2 alfa, 2 beta och 1 gamma)
- GABA binder mellan alfa och beta
- Vi bindning av 2 st GABA öppnas jonkanal i receptorn och Cl- kan passera in och hyperpolarisera cellen vilket minskar möjligheten till aktionspotential, detta kallas för IPSP (inhinitorisk postsynaptisk potential)
- Fem subenheter (2 alfa, 2 beta och 1 gamma)
-
GABA-B-receptor (metabotropisk (G-kopplad))
- Genom second messengers öppnas istället K+-kanaler där K+ flödar ut vilket ger hyperpolarisering
Varför måste glutamat syntetiseras i neuroner?
Kan inte korsa blod-hjärnbarriären varför det syntetiseras i neuroner från prekursorer
Vilken struktur har glutamat?
- Amino- och karboxylgrupp som funktionella grupper som fäster på samma kolatom, har också en sidogrupp
Hur frisätts glutamat?
- Paketeras sedan i vesiklar (VGLUT) och frisätts från den presynaptiska terminalen i synapsklyftan innan den binder till glutamatreceptor
Vilka jonotropa glutamatreceptorer är de vanligaste och vilken funktion har de?
- NMDA, AMPA, Kainate
- Icke selektiva katjonkanaler vilket tillåter Na+ (ibland Ca2+) in och K+ ut. De ger alltid excitatoriska följder (depolarisering)
Hur återupptas glutamat från synapsklyfta?
- Plockas bort från klyftan av EAAT som kan återföra till presynaptisk terminal eller ta upp till astrocyten beroende på typ
Vad är glutamin/glutamatcykeln?
- Astrocyten har en viktig funktion i glutamats återupptag och återanvändning genom att den omvandlar glutamat till glutamin genom glutaminsyntas
- Kan sedan transporteras tillbaka till och tas upp i presynaptiska terminaler där det omvandlas genom glutaminas till glutamat
Vad händer om en postsynaptisk receptor först mottar GABA och sedan följt av glutamat?
Som ses av bilden en liten hyperpolarisering göra att det krävs mer excitatorisk stimuli för att nå över tröskelvärde
Vad ses på bilden?
- På bilden syns excitatoriska postsynaptiska potentialer (EPSP)på postsynaptisk cell, i detta fall avger de delvis depolarisering av den postsynaptiska cellen och till slut tar vi oss över tröskelvärde för en aktionspotential
Vad kallas excitatoriska potentialer som kommer från en cell och “ökar en cells mV” relativt utsidan?
Temporal summation
Vad kallas excitatoriska potentialer som kommer från två eller fler celler?
Spatial summation
Om denna kurva hade gått neråt, vad hade det då handlat om?
inhibitoriska postsynaptiska potentialer (IPSP)
Nämn en cell som har elektrisk synapser gentemot varandra
kardiomyocyter (även inhibitoriska interneuron)
Vad bygger upp en GAP-junction?
Åt vilket håll går dess påverkan?
- 6 st connexiner bildar ett connexon som möter upp connexon på andra membranet
- Viktigt veta att de påverkar varandra åt bägge håll
Hur sker kommunikation mellan kardiomyocyter och vad håller ihop dem?
- Desmosomer (håller ihop cellen), viktigt kunna absorbera skjuvkrafterna
- gap-junctions
- Fascia adherens – viktigt hålla fast de kontraktila elementen genom/mellan cellerna, räcker inte fästa till membranet
Kardiomyocyter, på epicardsidan har lite kortare aktionspotential vilket är viktigt för hur EKG-potential ser ut, varför?
Depolariseringen rör sig inifrån och ut, endocardiet depolariserar först och det blir en stor ström eftersom vi får +10 mot -90 utåt (Q-våg)
Under platån (ST-sträcka) så har vi ungefär 0 mV (i bägge kardiomyocyter i exemplet) och ingen ström går ju igenom så EKG är tillbaka på baslinje
Som sagt repolariseras epicardiet tidigare vilket gör att vi får en ström som går från endokardiet och utåt (+ till –) (T-våg) repolarisering, eftersom epicardiet tidigare får högre spänning intracellulärt (återgår till - 80 snabbare)
Konkordanta QRS- och T-vågor (vilket innebär att bägge visar positivt utslag på EKG), stämmer överens liksom
Vilka typer av receptorer verkar ofta en bit ifrån synapsklyftan och hur?
- På avstånd från där exocytos sker (och frisättning av transmittorer) finns receptorer med högre affinitet (därav avståndet), t ex G-proteinkopplade som kan binda in transmittorer av lägre koncentration, G-proteinet kan ju ge aktivering av hundratals second messengers (förstärkningseffekt), en uppförstärkt väg som varar längre tid
- Kan påverka genom massa sätt, mängden kanaler postsynaptiskt (på bilden rund ring med grönt i), potentialens nivå, nya proteiner osv
- Finns också presynaptiskt, kan agera broms t ex, när transmittorn binder in
- Påverkar ofta på lite längre sikt
Hur fungerar butonger som inte verkar i synapser och var är de vanliga?
Kan sluta fritt och frisätter sina substanser och kan fungera lite som hormoner (inte så vanligt med glutamat), men ganska vanlig med noradrenalin och acetylkolin, detta sätt används i det autonoma nervsystemet, synapser innerverar nämligen inte körtlar, hjärtmuskler, glatt muskulatur, de kastar ut större volym och effekten sker oftast genom G-proteinkopplade receptorer
Hur fungerar frisläpp av neuropeptider, vad binder de till och var finns de?
- Större vesiklar släpps också som innehåller proteiner (cholecystokinin ex), endorfiner, substans P,
- Har ingen recyclingmekanism, osv
- Lite svårare frisläppa (i och med att de innehåller matrix), kräver större skur av aktionspotentialer och mer Ca2+ kan ackumulera
- Binder till G-proteinkopplade receptorer
- Kan finnas lite varstans i nervcellen, inte bara i butongen
Integrering
Hur “pratar” nervcellen med muskelfibern i den neuromuskulära synapsen och hur sker nedbrytning av transmittor?
En aktionspotential i muskelneuron ger upphov till en aktionspotential i muskelfibrer, viktigt för kontrollen av muskler
Presynapttisk membran har många redan dockade acetylkoliner och en aktionspotential ger därför stort frisläpp
Postsynaptisk sida innehåller många acetylkolinreceptoer av nikitotintyp (jonkanal) som släpper in Na+
Na+-kanaler öppnas i massiv mängd och vi får EPSP på 50 mV, mer än tillräcklig för att aktivera en aktionspotential -80 till -30 som är över tröskelvärdetViktigt att vi inte får två aktionspotenitaler varför enzymer blir viktiga, acetylkolinesteras bryter ned eftersom transportfunktioner inte är tillräckliga för att undanröja dessa
Vad ser du på bilden?
Pyramidcell
- Lite lägre membranpotential, kring – 60 mV
- En synaps depolariserar endast delta 5 mV, räcker sällan,
- Spänningskänsliga natriumkanaler finns i högst koncentrationer i närheten av axonet (nere på bilden vid blå tunnel), alltså på avstånd från synapsen (röd ring)
- Men mindre mängd transmittosubstans engagerar mindre kanaler
- Det som krävs är temporal summation, EPSP x flera, där en eller flera synapser kan samverka (spatial summation)
- Kan finnas inhibitoriska synapser (gul) som kan trycka membranpotentialen (hyperpolarisering)
- Dessutom kan proteiner modifiera som tidigare nämnt diverse kanaler vilket ger annan utgångspunkt för membranpotentialen där följden kan bli ökad eller minskad chans till aktionspotential
Vad är kortvarig plasticitet?
- Plasticitet kan vara kortvarig (millisekunder till minuter) där fascilitering, augmentation, potentiation och depression ger snabba men övergående modifikationer av den synaptiska transmissionen
- Denna typ av plasticitet ändrar mängden frisatt neurotransmittor i synapsen och har sin grund i förändringar av Ca2+ och poolen av vesiklar
Ge exempel på dynamisk förändring hos en synaps genom aktionspotentialer
- Först kan en ökning av aktionspotentialfrekvens alltså ge ackumulering av Ca2+ i presynaptisk terminal vilket ger fascilitering och sedan augmentation vilka bägge ökar den synaptiska transmissionen. Sedan ger utarmningen av vesiklar en synaptisk depression vilket försvagar synapsen. Minskar sedan aktionspotentialerna postsynaptisk kan post-tetanisk potentiering öka frisättningen av transmittosubstans
- Sammantaget gör detta att synapserna förändras dynamiskt
Vad är sensitisation?
Innebär att om ett ofarligt stimuli paras med ett farligt stimuli kommer det ofarliga stimulit sedan ge upphov till en ökad respons
- Mekanismen är att fler neuroner rekryteras genom att sensoriska neuron kontaktar modulerande interneuron som avger serotonin till de sensoriska presynaptiska terminalerna vilket leder till ökat frisläpp av glutamat från dessa terminaler till postsynaptiskt motorneuron vilket ger en större respons
