Nervcellssignalering Flashcards
Vilka två klasser av synapser finns i nervsystemet?
Elektriska och kemiska synapser.
Hur sker signalering genom elektriska synapser?
Elektriska synapser tillåter ett direkt, passivt flöde av elektrisk ström (joner) från en neuron till en annan via gap junctions (connexoner i vardera nervcells plasmamembran som alignas). Vanligtvis genereras denna ström av en aktionspotential i den presynaptiska neuronen.
Gap junctions är viktiga för mer än överföring av elektrisk ström i nervceller, vad används de mer för?
Gap junctions är porer med ett hålrum som är ca 1nm i diameter, vilket innebär att större molekyler än joner kan diffundera fritt igenom dem. Tex metaboliter som ATP och sekundära signalmolekyler kan transporteras genom gap junctions, vilket är viktigt för distribuering av energi och signalering.
Man pratar ofta om presynaps och postsynaps inom nervcellssignalering, vad innebär dessa begrepp?
Presynaps = nervcellen som skickar signalen.
Postsynaps = nevcellen som mottar signalen.
Strukturen hos kemiska och elektriska synapser är rätt lika, men hur skiljer de sig?
En skillnad är att avståndet mellan pre- och postsynaps är större i kemiska synapser, och kemiska synapsers mellanrum har därför fått namnet “synaptic cleft” där neurotransmittorer (NT) kan skickas ut. Den största skillnaden är närvaron av synaptiska vesikler (membranomslutna små blåsor) i kemiska synapser, som transporterar NT.
Vad är det som triggar signalering mellan kemiska synapser?
.
Hur fungerar signalering i kemiska synapser?
När en aktionspotential går igenom axonet och når synapsen sker en ändring i membranpotential och spänningsreglerade Calciumjonkanaler öppnas och Ca2+ stömmar in vilket ökar den cytosoliska ca2+ koncentrationen markant. Detta triggar en fusering av vesiklar fyllda med neurotransmittorer med plasmamembranet, vilket leder till expcytos av NT in i den synaptiska klyftan som diffunderar över till postsynapsen. I postsynapsen binder NT till receptorer som är kopplade till jonkanaler (antingen jonkanaler eller GPCR) vilket öppnar dem (ibland stänger) vilket ändrar möjligheten för olika joner att flöda genom membranet. Dessa strömändringar förändrar ofta membranpotentialen och sannolikheten för att en ny aktionspotential att uppnås och föras vidare i målneuronen. Efter det tas NT snabbt bort med enzymer eller genom upptag i glialceller för att göra det möjligt för nästa signal att äga rum.
Vad är fördelarna/nackdelarna med kemiska vs elektriska synapser?
Elektriska synapser är otroligt snabba, så signaler har i princip ingen fördröjning genom dessa. Elektriska synapser har även den unika möjligheten att vara dubbelriktade, så signaler kan gå åt båda hållen vilket möjliggör synkronisering av signaler från i princip alla celler i en del av hjärnan för en snabb och stark signal.
Kemiska synapser
Det finns specifika krav som behöver uppfyllas för att något ska räknas som en neurotransmittor, vad är dessa krav?
- Att ämnet återfinns i synaptiska neuroner.
- Att ämnet frigörs vid en presynaptisk depolarisering beroende på Ca2+ inflöde.
- Att det finns specifika receptorer för ämnet i postsynapsen.
Vilka olika typer av neurotransmittorer finns? Under vilka tidsspann opererar dem generellt?
Små-molekyl neurotransmittorer och neuropeptider. Små-molekyl NTs ger generellt snabba aktioner medan neuropeptider generellt ger långsamma, men stor diversitet finns.
Vart syntetiseras små-molekyl neurotransmittorer?
Småmolekyl NTs syntetiseras lokalt i presynapserna, av prekursormolekyler som tas in i presynapsen av transportproteiner, men enzymen som behövs för att syntetisera dem från prekursormolekyler syntetiseras i cellkärnan och transporteras med vesiklar genom ER/golgi och över axonet med långsam axonal transport för att komma till presynapsen.
Vart syntetiseras neuropeptider?
Neuropeptider syntetiseras i kärnan/cellkroppen men transporteras till presynapsen i vesiklar med snabb axonal transport.
NTs behöver tas bort från den synaptiska klyftan snabbt för att göra nästa signal möjlig, hur tas NTs bort från klyftan?
Initialt genom diffusion bort från receptorerna, och sedan med transportproteiner till glialceller/återupptag i presynapsen igen för återanvändning, eller genom att enzymer som bryter ner dem. Kan också vara en kombination av dessa mekanismer.
Är mängden NTs i en vesikel som släpps ut med exocytos vid nervcellsignalering slumpmässig eller reglerad?
Mängden NTs i varje vesikel är reglerad, och man brukar prata om mängden som en “kvanta”, där varje vesikel är fylld med samma mängd för att ge möjlighet att synkronisera signaler.
Ange kortfattat de olika stegen i den synaptiska vesikelcykeln.
Först knoppas vesiklar av från endosomer, sedan dockar de i membranet vid slutet på synapsen, där primeas dem för att göras redo för fusering, sedan fuseras dem med membranet vid förhöjd Ca2+ concentration (signal) och exocyteras. Efter det återvinns dem igen genom avknoppning av vesikelmembranen (endocytos), blir täckt av coatingproteiner och transporteras in i endosomen igen. Denna återvinning är väldigt effektiv då membranbeståndsdelar inte behöver ny-syntetiseras och transporteras från cellkroppen hela tiden.
Fuseringssteget tar någon millisekund, en förutsättning för den extremt snabba signaleringen mellan neuroner. Resterande steg är rätt långsamma, tar ett bar sekunder. Hela cykeln tar ca 1 min.
