Živčevje 3 - Sinaptična plastičnost Flashcards
Kaj je funkcija nevrotransmiterjev in katere kriterije mora substanca dosegati, da jo lahko identificiramo kot nevrotransmitor?
Nevrotransmiterji v zadostnem številu omogočajo komuniciranje po kanalih - komunicirajo lahko le določeni nevroni, kot zasebni kanal –> ne prihaja do preskoka informacij
5 kriterijev:
- izdelana in prisotna v presinaptičnem terminalu
- sprošča se po vzburjenju v presinaptičnem terminalu
- dodatek v zunajcelično raztopino iz postsinaptične celice oponaša učinke presinaptične stimulacije
- odstranjevanje iz sinaptične špranje - neto količina mora biti enaka 0
- snovi, ki inhibirajo ali oponašajo sinaptični prenos, morajo imeti enak učinek na kandidata za nevrotransmiter
Kakšne molekule so nevrotransmiterji, katere poznamo?
Nevrotransmiterji so preproste molekule, biogeni amini, aminokisline in nevropeptidi
Preproste molekule: ACh
- v CŽS in PŽS, motorični ploščici
Biogeni amini
- noradrenalin - predvsem v avtonomnem živčevju, tudi v CŽS in PŽS
- dopamin - sodeluje pri plastičnosti sinaps, ki sodelujejo pri spominu
- serotonin
Aminokisline
- GABA - v osrednjem živčevju, nevretenčarske motorične ploščice
- glicin - CŽS, vretenčarji in nevretenčarji
- glutamat - CŽS, vretenčarji, nevretenčarji
- aspartat - CŽS, vretenčarji, nevretenčarji
Nevropeptidi
- več kot 100
- npr. substanca P - posreduje občutek bolečine
- met-enkefalin - blaži bolečino
Kateri so metabotropni receptorji za prenašalce, kako so zgrajeni in kako delujejo? Imenuj en primer!
G-proteinski receptorji - ob vezavi razpadejo na dve podenoti
- beta-gama podenota: regulatorna, uravnava splošno dejavnost signalne kaskade in G-proteina
- alfa podenota - katalitsko aktivira nadaljnje molekule
Primer: rodopsin
Katere sekundarne obveščevalce poznamo, kako delujejo?
Ciklični AMP
- ligand, ki se veže na G-proteinski receptor lahko aktivira G-protein, da potem aktivira encim adenilat ciklaza
- ATP se preko tega encima pretvori v cAMP, ki aktivira protein kinazo –> fosforilacija beljakovin
- pride do bistveno bolj obsežnega učinka kot če bi aktivirali ionotropni receptor
Diacilglicerol in IP3
- aktivacija fosfolipaze C –> cepi membranski fosfolipid PIP2 –> različni učinki v citoplazmi, jedru in na membrani
- IP3 proži odprtje Ca2+ kanalov –> dvigne znotrajcelično koncentracijo Ca2+
- diacilglicerol aktivira membranske beljakovine in je prekurzor za druge obeščevalce (npr. arahidonsko kislino)
Bolečina - kateri prenašalci sodelujejo, zakaj poznamo več vrst bolečine? Kaj sploh je bolečina? Kaj je kriterij, da jo neka žival čuti?
Sodelujejo nevropeptidni prenašalci
Poznamo več vlaken:
- A-delta so hitra vlakna, ostra bolečina
- C so počasna vlakna, topa bolečina
Bolečina je zaznava škodljivih dražljajev, ima vedenjski odziv, žival si jo zapomni in se tej situaciji izogiba (kriterij je, da se trajno umika dražljaju)
Refleksni lok
- se proži v 30-40ms, možganski odziv pri človeku je 100-300ms
- večina refleksnih odzivov je hrbtenjačnih - refleks se odvije preden možgani sploh odreagirajo
- refleksi na periferiji so modulirano - če zaposlimo možgane s čim drugim, bodo refleksi močnejši
Kakšne vrste sinaptične plastičnosti poznamo?
Glede na obliko spremembe:
- facilitacija - povečanje odziva
- depresija - zmanjšanje odziva
Glede na kontekst:
- monosinaptična - prilagodi se ena sama sinapsa, vendar pri njej sodeluje druga sinapsa internevrona
- heterosinaptična (asociativna)
Glede na trajanje spremembe:
- kratkoročna (ms-s)
- srednjeročna (s-min)
- dolgoročna (min-h-dnevi)
- trajna (dnevi-leta)
Kaj sta posttetanilna potenciacija in habituacija?
Posttetanična potenciacija
- facilitacija
- posebna kategorija plastičnosti
- vlak el. impulzov mišico skrči do maksimuma –> odziv na posamezne dražljaje (z nižjo frekvenco) se okrepi
Habituacija
- zmanjšan odziv zaradi ponavljajočih se dražljajev
- mono- ali heterosinaptična
Katere 4 oblike učenja poznamo?
Preprosto:
- habituacija
- senzitizacija
Asociativno učenje (žival poveže 2 dražljaja)
- klasično pogojevanje (vedenje ni odvisno od posledice)
- instrumentalno pogojevanje (vedenje sproža posledice)
Aplysia
- ob mehanskemu draženju sifona ali plašča umakne škrge
- z nizkofrekvenčnim draženjem ta odziv habituiramo –> neha odmikat škrge
- če jo dražimo v glavo se umik škrg ob draženju sifona znova okrepi –> senzitizacija
- habituacija nastane že na čutilnem nevronu
- učenje nastopi na sinapsi motoričnega nevrona
Molekulski mehanizem senzitizacije
- čutilni nevron sprošča vezikle z nevrotransmiterjem, ki vplivajo na nek ionotropni receptor na motoričnem nevronom
- na velikost in pogostost EPSPjev vpliva modulacija iz drugega nevrona
- dogodki na internevronu
- internevron proži sekrecijo/eksocitozo serotonina
- serotonin lizira G-protein
- alfa-podenota aktivira adenilat ciklazo
- nastane cAMP
- aktivira od cAMP odvisno protein kinazo
- fosforilacija K+ in Ca2+ kanala
- fosforilacija beljakovin, ki prožijo eksocitozo
- senzitivacija - okrepi se eksocitoza, Ca2+ kanal postane bolj občutljiv na napetostne spremembe, inhibicija K+ kanala
- depolarizacija nevrona –> manj negativen = bolj vzdražen –> močnejši odziv
Kako se imenuje področje sesalčjih možganov, kjer so dolgotrajne sinaptične spremembe najbolj izrazite?
Hipokampus - vpleten je v mnoge vidike učenja in spomina - mnoge izmed dogloročnih sinaptičnih sprememb v hipokampusu so asociativne, značilne so za sočasno vzdražene poti
Dolgotrajna potenciacija (LTP) - na kakšnem načelu temelji, mehanizem
- temelji na načelu “fire together, wire together” - pre- in postsinaptični nevroni se depolarizirajo v tesnem sosledju
- ponavljajoč dražljaj izzove dolgotrajno spremembo nevrona - lahko tudi celo življenje
- mehanizem
> postsinaptična celica mora vsebati NMDA in AMPA receptorje (ionotropni receptorji)
> oboji prožijo EPSP ko se na njih veže glutamat
> NMDA receptorji se lahko aktivirajo šele po depolarizaciji postsinaptične celice ker Mg2+ blokira kanal
> pri normalnem sinaptičnem prenosu se odprejo samo AMPA receptorji –> odziv je šibek
Izraščanje novih sinaps
- ena izmed oblik plastičnosti
- sinapse tekmijejo med sabo - s časom se to umiri, apoptoza, ohranijo se le tiste povezave, ki posredujejo neko vedenje
- obstajajo kritična obdobja, kjer se določene stvari naučimo tako da eliminiramo druge nevrone - tega se ne bomo nikoli več naučili
