Synapser Flashcards
Var förekommer postsynaptiska veck?
I neuromuskulära synapser för att mottagarytan ska bli större och kunna innehålla fler receptorer.
Förekommer ej i interneurala synapser.
Hur depolariseras muskelcellen postsynaptiskt?
Acetylkolinaktiverade jonkanaler (jonotropa receptorer, OBS det postsynaptiska membranet innehåller inga spänningsstyrda jonkanaler) öppnas och ett utbyte sker mellan K+ som strömmar ut och Na+ som strömmar in. Dock är den elektrokemiska gradienten mycket större för Na+ och således strömmar bara lite K+ ut, och en betydligt större mängd Na+ in. Vid tillräckligt stor simultan receptoraktivering blir influxen av Na+ så pass stor att membranpotentialen trillar över tröskelvärdet och aktionspotential utlöses.
Spänningsstyrda jonkanaler förekommer ej i själva synapsmembranet, men det förekommer dock i skelettmuskelcellens ytmembran UTANFÖR synapsen. Således orsakar depolariseringen i synapsmembranet en spänningsförändring i det närliggande ytmembranet som aktiverar dessa jonkanaler och tillåter depolariseringen att spridas vidare.
Hur upphör depolariseringen av en muskelcell?
Den fortgår så länge acetylkolin håller jonkanalerna öppna, detta dock bara i ett fåtal millisekunder. I synapsspalten finns acetylkolinesteras som spjälkar acetylkolinet till acetat och kolin och således upphör stimuleringen. Eftersom acetylkolinesteraset bryter ned allt ach som har bundit eller är obundet finns inget mer ach som kan binda förrän en ny nervimpuls inträffar. Således ger en nervimpuls en enda jonkanalaktivering och en enda aktionspotential.
Kolin transporteras av transportproteiner i presynapsmembranet tillbaka till boutongen och återvinns i nya ach.
Hur kan acetylkolinreceptorer påverkas toxiskt?
Denna mekanism är målet för ett flertal mycket farliga naturliga toxin.
Botulinumtoxinet verkar genom att blockera frisättning av ach. Således förlamning vid botulism.
Kobragift verkar genom att binda till ach-receptorerna i det postsynaptiska membranet, men utan att de öppnas. Det blir därför färre lediga receptorer som ach kan binda till och således förlamning som leder till döden när den påverkar ex andningsmuskulaturen.
Läkemedel som bygger på liknande toxin används vid operationer för att uppnå avslappning av all muskulatur, då med patenten i respirator. Då smärtimpulserna inte hämmas behöver också analgetika tillföras.
Nervgaser och fosforinsektsmedel kan verka som acetylkolinesterashämmare, vilket gör att aktionspotentialen aldrig upphör utan goes on and on and on, vilket resulterar i kramper som kan vara dödliga om de inträffar i andningsmuskulaturen.
Acetylkolinesterashämmare kan dock vara av godo om man ex har antikroppar mot ach-receptorer då man kan behöva en överstimulering. Detta inträffar vid MG.
Hur skiljer sig interneurala synapser från neuromuskulära?
En nervcell tar emot information från många andra nervceller. En muskelcell bara från en nervcell.
Signalöverföringen kan antingen hämma eller stimulera mottagarcellen. Signalöverföring till muskelcell är endast stimulerande.
Alla nervimpulser leder inte till stimulering, det gör de i muskelcellen.
Det finns många olika transmittorsubstanser. Neuromuskulärt bara ach.
Hur försvinner transmittorsubstans från interneurala klyftor?
Endast ett fåtal bryts ned enzymatiskt. De flesta återvinns i sin helhet genom aktivt återupptag, eller diffunderar bort från klyftan.
Hur fungerar excitatoriska synapser?
EPSP = Excitatorisk PostSynaptisk Potential.
Frisättning av transmittorsubstans = depolarisering av mottagarcell på samma sätt som postsynaptiskt i neuromuskulära synapser. Membranpotentialen går alltså närmare tröskelvärdet för aktionspotential.
Potentialens storlek avgörs av hur många jonkanaler som kan aktiveras, således antalet receptorer samt mängden transmittorsubstans. Då flera synapser kan binda till samma mottagarcell blir summan av alla dessa jonkanaler tillsammans avgörande. Fler synapser per nervcell ger alltså större potential till stimulering.
Positiv laddning kommer även läcka ut genom cellmembranet vilket leder till att synapspotentialen försvagas med avstånd, till skillnad från aktionspotential som är konstant. AP är också konstant med hänsyn till form och storlek. Synapspotential har stora variationsmöjligheter beroende på anatomi och stimuli.
Hur fungerar inhibitoriska synapser?
IPSP = Inhibitorisk PostSynaptisk Potential.
I hämmande synapser har transmittorsubstanseen en annan effekt på mottagarcellen. Då öppnas receptorstyrda K+ och Cl- kanaler, vilket gör att K+ strömmar ut och Cl- strömmar in. Detta ökar membranpotentialen (arbetet som krävs för att uppnå trv) och förflyttar den längre bort från tröskelvädet (hyperpolarisering). Det blir alltså svårare för en stimulering att kicka upp potentialen till tröskelvärdet och cellen kommer svara mindre bra på EPSP.
Hur behandlar nervcellen information som den får från synapser?
I mottagarcellen kommer aktionspotential utlösas först i axonens hillock, trots att synapspotentialerna är störst i närheten av synapserna, som ansluter till soma och dendriter. Det beror på att det är först i hillock som de spänningsstyrda Na+ kanalerna börjar öka i antal. I hillock förekommer de i riklig mängd och således är det först där som ett stimuli orsakar tillräcklig influx för att nå tröskelvärde.
Det är summan av alla inkommande stimuli (både EPSP och IPSP) som avgör om tröskelvärdet kommer nås, och i regel behövs stimuli från multipla synapser på samma gång. Eftersom synapspotentialen minskar med avståndet till synapsen kommer det också vara avgörande vilket avstånd synapserna har till hillock.
Om IPSP-stimulering förekommer krävs en ännu större EPSP-stimulering för att överrösta det. (spatial summering)
En synapspotential är mer varaktig än nervimpulsen. SP kan vara i flera millisekunder medan NI varar i ca 1 ms. Det gör att nya nervimpulser kan hinna komma innan den senaste synapsimpulsen har försvunnit, och på så sätt kan flera nervimpulser från samma nerv bygga på varandra och öka depolariseringen. Detta gör att frekvensen på signaleringen också påverkar sannolikheten att nå tröskelvärdet. (temporal summering)
Värt att notera är att en depolarisering INTE innebär en aktionspotential i interneurala synapser. En depolarisering sker i princip vid alla nervsignaler, men bara om depolariseringen är tillräckligt stor (uppnår tröskelvärde) kommer den vidareförmedlas som AP.
Vad är temporal summering?
En synapspotential är mer varaktig än nervimpulsen. SP kan vara i flera millisekunder medan NI varar i ca 1 ms. Det gör att nya nervimpulser kan hinna komma innan den senaste synapsimpulsen har försvunnit, och på så sätt kan flera nervimpulser från samma nerv bygga på varandra och öka depolariseringen. Detta gör att frekvensen på signaleringen också påverkar sannolikheten att nå tröskelvärdet.
Vad är spatial summering?
Det är summan av alla inkommande stimuli (både EPSP och IPSP) som avgör om tröskelvärdet kommer nås, och i regel behövs stimuli från multipla synapser på samma gång. Eftersom synapspotentialen minskar med avståndet till synapsen kommer det också vara avgörande vilket avstånd synapserna har till hillock.
Om IPSP-stimulering förekommer krävs en ännu större EPSP-stimulering för att överrösta det.
Vad händer i axonet efter att et nervimpuls utlösts?
Oavsett om stimulit upphört eller ej kommer nervimpulsen pausas. Detta i och med att en absolut refraktär period inträffar då Na+ kanalerna är inaktiva och Na+K+pumpen återupprättat koncentrationsgradienten. Då kan aldrig depolarisering ske.
Dock återföljs denna av en relativ refraktär period när membranet teoretiskt kan depolariseras över tröskelvärde men då membranet också har ökad genomsläpplighet för K+ ut ur cellen vilket innebär att membranpotentialen ökar över vilomembranpotentialen och ett större stimuli än vanligt skulle krävas för att uppnå tröskelvärde. Samma stimuli som tidigare kommer inte räcka så signalen förs inte vidare i detta läge.
När vilomembranpotentialen har återupprättats kan ny aktionspotential initieras. Om stimulit har varit oavbrutet är synapspotentialen redan tillräcklig för att en ny aktionspotential ska följa direkt.
Därför kommer aktionspotentialerna komma stötvis även om stimulit är konstant, men om det är det så har aktionspotentialerna hög frekvens eftersom de kommer med kortast möjliga mellanrum.
Ökad depolarisering av axonhals innebär tätare aktionspotential.
Synapspotentialernas amplitud påverkas av styrkan av det inkommande stimulit. Denna amplitud kommer tolkas som information av axonet. Eftersom synapspotentialen har kort räckvidd måste en informationsöverföring ske mellan denna och aktionspotentialen (som ej minskar i styrka utan förmedlar den initiala informationen oförändrad). Så överförs rätt tolkning av information även över stora avstånd.
Vad påverkar synapsens effektivitet?
Avståndet till hillock - synapspotentialen minskar med avståndet.
Typ av vävnad den ansluter till - dendriter har större elektrisk resistens än soma, således är anslutning till soma mer effektiv.
Mängden frisatt transmittorsubstans
Antalet postsynaptiska receptorer
Graden av aktivitet - en synaps som används mer och således aktiveras oftare blir tillslut dominerande, vilket kan bero på en successivt ökad influx av Ca2+ vilket leder till ökad mängd transmittorsubstans.
Förändringar i mottagarcellen - nervsystemets plasticitet är en grundplåt i mekanismer bakom minne, inlärning etc
Vad finns det för typer av transmittorsubstanser?
Lågmolekylära neurotransmittorer:
*Över 20
*Syntetiseras i nervändslutet med enzymer som kommer från soma och transporteras längs axonet
*Återvinns i de flesta fall och transporteras tillbaka genom membranet av transportproteiner där de sedan packas in i vesiklar genom endocytos.
Neuropeptider:
*Över 100
*Består av 3-40 aminosyror
*Syntetiseras i soma där de packas i vesiklar och transporteras längs mikrotubuli i axonet
*Bryts ned av extracellulära peptidaser i cleften eller tas upp genom endocytos av mottagarcellen och bryts ned inne i denna
ÅTERANVÄNDS EJ
Allmänt:
En transmittorsubstans kan ha olika verkan beroende på vilken receptor som finns för den i mottagarcellen. En transmittorsubstans kan således både verka hämmande och stimulerande beroende på mottagande vävnad.
Agonister är inte en transmittorsubstans som kommer från presynapsen, men ett ämne som kommer utifrån och binder sig till en specifik receptor med en STIMULERANDE effekt. Exempelvis är opium, morfin och heroin agonister till endorfinreceptorer i hjärnan. Vid upprepad dos kommer hjärnan minska sin egen produktion av opiater vilket ger abstinens vid upphörd tillförsel.
Antagonister är samma, men binder sig till receptorn utan att stimulera den, blockerar den istället och har således en HÄMMANDE effekt. Ex är kokain och amfetamin antagonister till de receptorer som återupptar serotonin och noradrenalin, därför kommer de finnas längre i synapsspalten och utöva mer effekt. Liknande SSRI (selektiv serotoninåterupptagshämmare).
Mottagarreceptorer är vanligen jonotropa eller metabotropa (ex G-proteinkopplade, vilket ger en långsammare signalöverföring jämfört med de jonotropa men ändå förhållandevis snabb).
De metabotropa receptorerna som verkar med sekundära budbärare kan också ha andra funktioner såsom påverkan på transkription, proteinsyntes etc vilket kan leda till en långsam och långvarig påverkan på mottagarcellen, sk neuromodulation.
LMTS-receptorer finns ofta som både jonotropa och metabotropa. NP-receptorer är oftast metabotropa.
Ämnen kan vara både neuropeptider och hormoner
Vad finns det för lågmolekylära transmittorsubstanser?
OBS! Ett nervändslut frisätter aldrig mer än en typ av LMTS (plus ATP), men kan frisätta både LMTS och NP. Vanligtvis från separata vesikler men undantag finns.
Två största undergrupperna är aminosyror och biogena aminer
Glutamat (aminosyra) - STIM -
GABA - (aminosyra) - HÄM
Asparginsyra (aminosyra)
Glycin (aminosyra)
Katekolaminer (biogena aminer) - STIM - derivater av tyrosin
Serotonin (biogen amin) - utgångspunkt från tryptofan
Histamin (biogen amin) - utgångspunkt från histidin
Övriga transmittorsubstanser som ej är besläktade:
ATP - Vanlig signalsubstans i autokrina och parakrina signalvägar. Fungerar dock bara som SIGNALSUBSTANS när mottagarcellen har purinerga receptorer som alltså svarar på ATP-stimulering
Acetylkolin - perifera nervsystemet, neuromuskulära kopplingar
NO
