Nervfysiologi Flashcards
Beskriv prinicipskiss för en membranpotentialstyrd (voltage gated) jonkanal, med dess komponenter. (Inkluderar både spänningsstyrda Na och K-kanaler)
- Kanalprotein
- Selektivitetsfilter i kanalen i proteinet - en viss aa-sekvens som bestämmer genomsläppligheten för ett specifikt jonslag
- Por (passage)
- Spänningssensor kopplad till en 5. Grind
- Spänningssensor positivt laddad. När membranpotentialen blir mer positiv i cellen, repellerar sensorn “upp” mot cellmembranet - detta gör att grinden flyttar sig från poren (grinden finns på insidan av cellen).
Hur många domäner har en voltage gated jonkanal?
Vad kännetecknar dessa domäner?
Vad skiljer en Na-kanal från en K-kanal avseende polypeptidkedjan?
4 st
- alla har en spänningssensor (S4) var
- alla domäner är likadana
- en domän = polypeptidkedja som går genom cellmembranet flera gånger. polypeptiden bildar dem olika komponenterna i kanalen
En domän i K-kanalen har flera polypeptider efter varandra. Dock fortfarande 4 domäner som bildar kanalen
Vad är en stor skillnad jämfört med voltage gated K-kanaler och Na-kanaler? Anledningen till att Na-inströmmen avtar efter en stund i en AP.
Vad krävs i sin tur för att återuppta en inström av Natrium?
Na-kanalerna i en nervcell har en inaktiveringspartikel
- När grinden öppnas börjar partikeln röra sig mot poren (sitter på insida cell)
- Denna partikel täpper igen poren.
—> För att få bort partikeln måste grinden stängas igen, vilket sker när membranpotentialen återställs till - 65 mV.
Hur påverkar membranpotentialen i nervcellen hur många spänningsstyrda Na-kanaler som kan öppnas? (aktionspotential)
Sannolikheten för att en Na-kanal ska kunna öppnas spontant ökar med ökande membranpotential. Samtidigt ökar andelen kanaler som är inaktiverade med en inaktiveringspartikel. Därmed finns kanske 50 % av Na-kanalerna att tillgå, som är i stängt läge och inte inaktiverad.
Om membranpotentialen hade varit -100 mV i en nervcell hade sannolikheten för att en Na-kanal hade öppnat varit mycket liten. (tröskelvärdet uppnås inte för Na-kanalen). Dock hade dem flesta Na-kanalerna varit återaktiverade, alltså varit i stängt läge.
Sammanfattningsvis
- det krävs en lagom negativ membranpotential på -60 mV för att vi ska kunna öppna kanaler, och för att vi ska ha ett antal kanaler som alltid är återaktiverade till stängt läge
Hur påverkar membranpotentialen i nervcellen hur många spänningsstyrda Na-kanaler som kan öppnas? (aktionspotential)
Begrepp
- inaktiveringspartikel
- sannolikhet
Sannolikheten för att en Na-kanal ska kunna öppnas spontant ökar med ökande membranpotential. Samtidigt ökar andelen kanaler som är inaktiverade med en inaktiveringspartikel. Därmed finns kanske 50 % av Na-kanalerna att tillgå, som är i stängt läge och inte inaktiverad.
Om membranpotentialen hade varit -100 mV i en nervcell hade sannolikheten för att en Na-kanal hade öppnat varit mycket liten. (tröskelvärdet uppnås inte för Na-kanalen). Dock hade dem flesta Na-kanalerna varit återaktiverade, alltså varit i stängt läge.
Sammanfattningsvis
- det krävs en lagom negativ membranpotential på -60 mV för att vi ska kunna öppna kanaler, och för att vi ska ha ett antal kanaler som alltid är återaktiverade till stängt läge
Hur lång tid och vad krävs för att en spänningsstyrd natriumkanal ska kunna gå från inaktiverat tillstånd till stängt tillstång (återaktiverad), efter en aktionspotential?
En negativ membranpotential på -70 i över 20 ms. När cellen hyperpolarisers kommer inaktiveringspartikeln att gå bort från poren och då kan grinden stängas igen.
Vad är största skillnaden på metoderna current- clamp och voltage-clamp?
Current - mäter en spänning över ett cellmembran
- man mäter passivt membranpotentialförändringen hos en cell
Voltage - mäter en jonström, storlek och riktning, i en jonkanal i ett membran, i en nervcell exempelvis.
- man sätter på en spänning och mäter ström.
Beskriv hur myelin hjälper till med kapacitans och membranresistans i ett axon för att fortleda en nervimpuls.
Myelinskidor minskar kapacitansen
- jonerna kan inte känna av motsatt laddning på utsidan av axonet och “fastna”. Därmed kan laddningarna spridas fram genom axonet till Rode of Ranvier
Myelin ökar membranresistans
- täpper till membranet på axonet, där jonkanaler finns.
- jonerna kan därför inte ta sig ut från axonet.
- Därför finns tillräckligt många natriumjoner som kan nå fram till Node of Ranvier. —> depolariserar kanaler här.
Myelin ökar möjlighet till högre hastighet på fortledningen därmed i ett axon! “Ju längre passiv depolarisation når (Ranvier) , desto snabbare fortledning”
Vilka sammanlagt 3 faktorer påverkar fortledning av nervimpuls i ett axon?
- Intracellulär resistans. Låg = längre och snabbare fortledning
- Nervmembranets resistans. Hög = längre fortledning
- Nervmembranets kapacitans. Låg = snabbare fortledning
Hur stor andel av alla synapser i hjärnan har glutamat resp. gaba som NT?
Glut - 50 %
Gaba - 30 %
Beskriv vad som händer från att AP anländer till nervterminal –> ustläpp av nt
- Var tillverkas neuropeptider i nervcellen? Återanvänds dem?
- Vad kallas dem vesiklar som peptiderna packas in i i soma, och vad har kalciumkoncentrationen i presynapsen för betydelse för utsläppet av sådana vesiklar? Var specifikt sker exocytos av dessa vesiklar?
- Tillverkas i cellkropp och transporteras ner till axonterminalen. Efter utsläpp degraderas neuropeptiderna.
- Dens core vesicles. Det behövs en relativt stor frekvens AP –> därigenom hög intracell Ca-koncentration för att skapa exocytos. Dessa vesiklar kan även släppas ut från sidan på en terminal och inte bara i klyftan, för att påverka närliggande nervceller.
Hur många ms tar en excytos av nt-vesikel? Hur lång tid tar hela processen att återanvända vesiklarna - till färdiga för en ny exocytos?
Utsläpp sker på 1 ms. Endocytos och ompackning i endosomen i nervcellen av vesikel och nt, docka till cellmembranet och priming av vesikel tar sammanlagt 1 min.
Beskriv kort priming och exocytos med begreppen synaptotagmin, synaptobrevin etc.
Hur relateras botox och tetanus till detta?
- Synaptobrevin (v-snare) på vesikel, snurrar sig med SNAP 25 och syntaxin (t-snare) som finns på cellmembranet. Dockning klar.
- Calcium kommer in och binder synaptotagmin som finns på vesikeln. Detta gör att synaptotagmin blir hydrofob –> den vill därmed dras till cellmembranet. Därmed dras hela vesikeln ner mot membranet och exocytos sker.
Botox och tetanus
- båda gifterna bryter ner dem proteiner som är viktiga för exocytos. Därmed sker ingen exocytos av vesiklar
- botox - motorneuron = förlaming
- tetanus - inhibitoriska neuron = kramp
Hur tas NT in i vesikel igen efter ett återupptag med färjor?
Väte (h+) -ATPas finns i tomma vesiklar som gör miljön i vesikeln sur. Positiv miljö drar in positiva laddade NT, eller så sker detta med en gradient-transport
Ex glutamat är pos laddad. Tas in med gradient. Väte ut - glut in
Ex aminer är neg laddade - tas in av den elektriska gradienten.
Vad kännteceknar en elektrisk synaps? Gap junction
I vilka specifika nervceller finns dessa i CNS?
- jonströmmar kan ske åt båda håll mellan två celler
- består av 6 konnexoner som bildar en kanal i ett cellmembran. Två sådana komplex möter varandra.
- härigenom kan små molekyler och joner passera
- dessa synapser gör att flera celler funkar som en funktionell enhet
Elektriska synapser finns mellan
1. gliaceller 2. endokrina hypotalamus celler 3. interneuron i kortex
Vad har alla glutamat-jonkanaler gemensamt?
Beskriv grundstrukturen för en glut-kanal.
- består av 4 subeheter som bildar en kanal
Extracellulärt
- S1 och S2-domän. Mellan dessa binder glutamat.
I membranet
- P-loop - formar jonkanalen i membranet. Bestämmer många elektor-fysiska egenskaper.
Intracellulärt
- CTD-svans. Kan binda intracellulära proteiner
Vilka ligandstyrda jonkanaler ingår i Cys-loop familjen?
Beskriv grundstrukturen för GABA-jonkanaler och specifikt för GABA A- R
- Ach-receptorer
- GABAR
- 5-HTR
GABAR
- 5 subenheter bildar en kanal.
- 1 subenhet har 4 st membrandomäner. Nr 2 av dessa bildar poren.
- GABAA består av 2 alfa, 2 beta och 1 gamma subenhet.
