3 Postsynaptiset potentiaalit Vaihtelee amplitudiltaan Voi olla depolarisoivaa tai hyperpolarisoivaa Ei regeneroi eikä liiku kalvoa pitkin toimintapotentiaalina Erikoistapaus: postsynaptinen shunting-vaste (virran kääntymispotentiaali on yhtä suuri kuin kalvopotentiaali)
4 Nopeat ja hitaat postsynaptiset vasteet 1979 John Eccles ehdotti yhteistyössä McGuiren puolisoiden kanssa kutsuvansa klassisten nopeiden välittäjien vaikutuksia ionotrooppisiksi, koska ne vaikuttavat postsynaptisen kalvon ionikanaviin, ja hitaita vaikutuksia - metabotrooppisiin, mikä viittaa siihen, että ne vaativat osallistumista. aineenvaihduntaprosesseista postsynaptisen hermosolun sisällä.
7 Kiihtyvyys ja esto Eksitatorinen tapahtuma - tapahtuma, joka lisää postsynaptista virtaa herättävän EPSC-signaalin etenemisen todennäköisyyttä, lisää toimintavirran todennäköisyyttä postsynaptisessa solussa
8 Mikä tekee tapahtumasta kiihottavan tai estävän? Kalvon lepopotentiaali (V m) Ionivirran kääntöpotentiaali (V kierros) - määrittää virran suunnan Toimintapotentiaalin muodostuskynnys (T) VmVm T V kierros Depolarisoiva potentiaali (kiihottava) VmVm T V kierros Hyperpolarisoiva potentiaali (estävä) -60 mV VmVm T V kierrosluvun Shuntin vastepotentiaalia ei synny, mutta kalvon johtavuus kasvaa (jarrutus)
9Shunting S R = 1/R R – kalvon johtokyky levossa S m =S R Shunting vaste S S lisää kalvon johtokykyä Jos shunting johtokyky lisätään Ohmin lain mukaan, kalvon depolarisaatio on pienempi vasteena eksitatoriselle synaptiselle virralle V syn = I syn / S m Siten shunttivastetta estävä CmCm SRSR CmCm SRSRS Synaptisten virtojen vaimennusvakio muuttuu myös
10 Synaptisen virran kääntöpotentiaali Virran kääntöpotentiaali voidaan mitata postsynaptisessa solussa potentiaalikiinnitysmenetelmällä Kääntymispotentiaali määräytyy kussakin tapauksessa välittäjäaineen avaamien kanavien ioniselektiivisyydestä.
11 Patch Clamp Patch Clamp Options 1. Kiinnitetty solu - Patch Clamp ei pääse käsiksi solunsisäiseen sisältöön. On mahdollista vaihtaa nurinpäin patch-kokoonpanoon. 2. Koko solu - solun sisältö korvataan intrapipettiliuoksella. On mahdollista vaihtaa ulkopuoliseen patch-kokoonpanoon. 3. Rei'itetty solu - yhdistelmä 1 ja 2. Reiät kalvoon tehdään antibiooteilla. On mahdollista tallentaa molempien yksittäisten ionikanavien virrat ja niiden kokonaisaktiivisuus
12 Ionikanavien avautumisen stokastinen prosessi Stimulus lisää ionikanavien avautumisen todennäköisyyttä, kuten tapahtuu postsynaptisen potentiaalin tapauksessa. Koko solutilassa postsynaptinen potentiaali kirjataan väliaikaisena summana ionikanavien avoimista tiloista.
13 Kääntymispotentiaali: virta-jännite-ominaisuus Menetelmä: Solukalvon potentiaali on kiinteä eri tasoilla. Synaptinen virta mitataan vastauksena presynaptiseen stimulaatioon.Käänteispotentiaali on kiinnityspotentiaali, jossa synaptinen virta muuttaa suuntaa.
14 Kääntymispotentiaali riippuu ioninjohtavuudesta Nernstin yhtälö E irev = (RT/zF)ln ( out / in) missä R= kaasuvakio T= absoluuttinen lämpötila z= ionivalenssi F= Faraday-vakio 37°C:lle saadaan E i rev = 68 log ( ulos / sisään) 20 o C:lle saadaan E i kierros = 58 log ( ulos / sisään) E i kierros Na +:lle lämpötilassa 20 o C = 58log /= + 75 mV Koska neuronin lepopotentiaali on negatiivinen (-60 mV), silloin Na + -ionien välittämä virta on depolarisoiva. Sama ionikanava voi johtaa useisiin ioneihin
15 Neurofarmakologiset termit Ligandi - aine, joka sitoutuu reseptoriin (agonistit ja antagonistit) Agonisti - aine, joka lisää reseptorin ionikanavan avaamisen todennäköisyyttä (neurotransmitterit - postsynaptisten reseptorien agonistit). Antagonisti - aine, joka vähentää ionikanavan avautumisen todennäköisyyttä Allosteerinen modulaattori - aine, joka muuttaa agonistin sitoutumisvaikutusta (endogeeniset modulaattorit vaikuttavat synaptiseen transmissioon) Affiniteetti - reseptorin herkkyys agonistille (synaptisilla reseptorilla on alhainen affiniteetti, jotta ne eivät reagoi "tausta" välittäjäaineeseen) Desensibilisaatio - reseptorin kyvyn menetys reagoida jatkuvasti läsnä olevaan agonistiin (sillä on tärkeä rooli synaptisen tapahtuman lopussa) Inaktivaatio - reseptorin siirtyminen inaktiiviseen tilaan
16 Kineettinen malli R - reseptori, GluR - reseptori, joka liittyy yhteen glutamaattimolekyyliin (agonisti) Glu2R - reseptori liittyy 2 agonistimolekyyliin Glu2R* - GluRD:n, Glu2RD:n ja Glu2R*D:n avoin tila, kolme desensibilisoitua tilaa k - vakiot vastaavat siirtymät
18 Glutamaattireseptorit Ionotrooppinen –AMPA (pääasiassa Na + /K + -johtavuus) -Kainaatti (Na + /K + ja Ca 2+ -johtavuus) -NMDA (merkittävä Ca 2+ -johtavuus) - jännitteestä riippuvainen Metabotrooppinen -mGluR ryhmät I, II ja III Pelaa toiminnallisesti erilaisia rooleja Voi olla huumekohteita
21 AMPA-reseptorit Pääreseptorit glutamatergiselle synaptiselle transmissiolle Yksikanavainen konduktanssi ~8pS (g = I/V m -E rev) Na + ja K + konduktanssi, jos modifioimaton GluR2-alayksikkö on läsnä, niin johtavuus Ca 2+:lle Nopea desensibilisaatio Virta-jännite ominaisuus - CVC
22 kainaattireseptorit Koostuvat 5 tyyppisestä alayksiköstä GluR5, 6,7, KA1, KA2 toiminnallinen GluR5 ja GluR6 homomeerit KA2 heteromeerit GluR5 tai GluR6 Reseptorit nopeasti desensibilisoituneet (mutta luultavasti eivät kaikki) Subsellulaarinen jakautuminen voi poiketa AMPA:sta (mahdollisesti pääosin napsautusreseptorien ylimääräiset) Lineaarinen IV
24 NMDA-reseptori Mg 2+ -ionit estävät kanavan mV:lla. Depolarisaatio poistaa Mg 2+ -salpauksen, joka vaatii glutamaatin lisäksi koagonistina glysiiniä, jolla on erittäin hidas kinetiikka. Sillä on korkeampi affiniteetti kuin AMPA-, kainaatti- tai mGluR-reseptoreilla.
28 GABA-reseptorien luokittelu ja ominaisuudet GABA A- ja GABA C -reseptorit ovat yleensä hyperpolarisoivia depolarisoivia, jos postsynaptisen hermosolun potentiaali on negatiivisempi kuin Cl:n palautumispotentiaali - solussa (aivojen kehityksen aikana) GABA A ja GABA C ovat ionotrooppisia GABA:ta GABA-reseptorit B - metabotrooppiset GABA-reseptorit
29 Metabotrooppiset GABA-reseptorit Presynaptinen toiminta: Vähentynyt välittäjäaineiden vapautuminen Postsynaptinen toiminta: Hidas K+-virta (hyperpolarisoiva) Koska G-proteiineja sisältävien kaskadien aktivointi vaaditaan: Pitkä viive (20-50 ms), hidas alkamis- ja hajoamisvaihe (ms)
33 GABA A:n kiihottavat ja estävät vaikutukset Glutamaattisynapsit (aivojen tärkeimmät kiihottavat synapsit) tapahtuvat GABAergisten synapsien jälkeen. Tänä aikana GABA välittää virityksen välitystä, kun taas esto tapahtuu ekstrasynaptisten GABA-reseptorien ohitusvaikutuksen vuoksi. Kysymys: Miksi? Onko solupotentiaali negatiivisempi kehittyvissä hermosoluissa kuin kehittyneissä, vai onko kloridivirtojen kääntymispotentiaali positiivisempi? VmVm T V kierros VmVm T -60 mV VmVm T V kierros aikuisen neuroni negatiivinen kalvopotentiaalin palautumispotentiaalin muutos Tämä myös ohittaa synaptisen potentiaalin, joka ei koskaan saavuta kynnystä
34 Cl:n gradienttien muutos - kehityksen aikana Muutos Cl -kuljettajien suhteellisessa ilmentymisessä Ensin ilmaistaan Na + -K + -2Cl - kotransportteri (NKCC 1), se lisää i - GABA:n depolarisoivia vaikutuksia Sitten K + -Cl - kotransportteri (KCC2) ilmentyy vähentäen i-GABA-vaikutuksia hyperpolarisoimalla
35 Kuljetusenergiaa Kuljettimet, toisin kuin pumput, eivät vaadi ATP:n energiaa. Ne käyttävät muiden ionien gradienttien energiaa, ja siksi he voivat siirtää tämän tai toisen ionin gradienttia vastaan. Na + ja K + -gradienttia käytetään Kuljetustyypit: symport ja antiport
37 Synaptinen plastisuus Hebbin sääntö (1948) Kun solun A aksoni on tarpeeksi lähellä virittääkseen solun B, tai purkautuu jatkuvasti, toisessa tai molemmissa soluissa tapahtuu kasvuprosessi tai aineenvaihduntamuutos siten, että solun A tehokkuus stimuloivana soluna B on lisääntyi Vasta alussa 1970-luvulla Bliss ja Lomo esittivät kokeellisen todisteen tästä periaatteesta - pitkäaikaisesta synaptisesta tehostamisesta.
38 Synaptisen plastisuuden tyypit Lyhytaikainen plastisuus (sekuntia - minuuttia) posttetaaninen potentiaatio parillinen fasilitaatio parillinen masennus Pitkäaikainen plastisuus (tunnit ja päivät) NMDA-reseptorista riippuva pitkäaikainen potentiaatio (LTP) NMDA-reseptorista riippumaton LTP Ca 2+ -herkkä adenylaatti syklaasista riippuvainen LTP NMDA-reseptorista riippuva pitkäaikainen masennus (LTD) ) Homosynaptinen plastisuus Esiintyy aktivoiduissa synapseissa niiden oman aktivoitumisen seurauksena Heterosynaptinen plastisuus Plastisuus esiintyy saman synaptisen reitin muissa synapseissa
40 LTP solunulkoisen kentän potentiaalin muutoksena Klassinen koe 1. Mittaa kentän EPSP vasteena yksittäiselle sähköstimulaatiolle 2. Suorita lyhyt korkeataajuinen stimulaatio 3. Mittaa LTP kentän EPSP:n kaltevuuskulman muutoksena
42 Assosiatiivinen LTP (heterosynaptinen) (A) Käytä heikkoa stimulaatiota yhteen tuloon - ei vaikutusta (B) Tetaaninen (korkeataajuinen) stimulaatio ei johda LTP:hen heikon reitin kautta, mutta johtaa vahvaan (C) Käytä tetaanista stimulaatiota molemmille reiteille samanaikaisesti - heikolla tavalla LTP syntyy
43 NMDA-reseptorista riippuvainen ja riippumaton LTP NMDA-reseptorista riippuvaista LTP:tä ei esiinny, kun NMDA-reseptorit estetään. Yleensä postsynaptinen (tehostaa AMPA-reseptorin toimintaa) NMDA-reseptorista riippumaton LTP lisää välittäjäaineiden vapautumisen todennäköisyyttä (presynaptinen)
44 Mahdolliset LTP/LTD-mekanismit Presynaptinen: välittäjäaineiden vapautumisen todennäköisyyden lisääntyminen/väheneminen Postsynaptinen: lisääntyminen/väheneminen vasteena samalle välittäjäainepitoisuudelle – Muutos reseptorien määrässä – Muutos reseptorin ominaisuuksissa (reseptoreiden translaation jälkeinen modifikaatio tai ilmentyminen erilaisia ominaisuuksia)
Hermosolujen vuorovaikutus keskenään (ja efektori-elinten kanssa) tapahtuu erityisten muodostumien - synapsien (kreikaksi - kontakti) kautta. Ne muodostuvat kehossa olevan neuronin päätehaaroista tai toisen neuronin prosesseista. Mitä enemmän synapseja hermosolussa on, sitä enemmän se havaitsee erilaisia ärsykkeitä ja näin ollen sitä laajempi on sen toiminnan vaikutuspiiri ja mahdollisuus osallistua kehon erilaisiin reaktioihin. Erityisen paljon synapseja on hermoston korkeammissa osissa, ja se on monimutkaisimmin toimivissa neuroneissa.
Synapsirakenteessa on kolme elementtiä (kuva 2):
1) presynaptinen kalvo, joka muodostuu terminaalisen aksonihaaran kalvon paksuuntumisesta;
2) synaptinen aukko hermosolujen välillä;
3) postsynaptinen kalvo - seuraavan hermosolun viereisen pinnan paksuuntuminen.
Riisi. 2. Synapsin kaavio
Pre. - presynaptinen
kalvo, DC - postsynaptinen
kalvo,
C - synoptiset kuplat,
U-synoptinen aukko,
M - mitokondriot;
Ah - asetyylikoliini
P - reseptorit ja huokoset (huokoset)
dendriitti (D) seuraavaksi
neuroni.
Nuoli - yksipuolinen virityksen johtuminen.
Useimmissa tapauksissa yhden neuronin vaikutuksen siirto toiseen tapahtuu kemiallisesti. Kontaktin presynaptisessa osassa on synoptisia vesikkelejä, jotka sisältävät erityisiä aineita - välittäjiä tai välittäjiä. Ne voivat olla asetyylikoliinia (joissakin selkäytimen soluissa, autonomisissa solmuissa), norepinefriiniä (sympaattisten hermosäikeiden päissä, hypotalamuksessa), joitain aminohappoja jne. Aksonipäätteisiin tulevat hermoimpulssit aiheuttavat synaptiset vesikkelit ja välittäjän vapautuminen synaptiseen rakoon.
Seuraaviin hermosoluihin kohdistuvan vaikutuksen luonteen perusteella erotetaan kiihottavat ja estävät synapsit.
Eksitatorisissa synapseissa välittäjät (esimerkiksi asetyylikoliini) sitoutuvat postsynaptisen kalvon spesifisiin makromolekyyleihin ja aiheuttavat sen depolarisaation. Samalla kirjataan pieni ja lyhytaikainen (noin 1 ms) kalvopotentiaalin heilahtelu lietteen delarisoitumisen ja eksitatorisen postsynaptisen potentiaalin (EPSP) suuntaan. Hermosolun virittämiseksi EPSP:n on saavutettava kynnystaso. Tätä varten kalvopotentiaalin depolarisaatiosiirtymän arvon tulee olla vähintään 10 mV. Välittäjäaineen vaikutus on hyvin lyhyt (1-2 ms), minkä jälkeen se hajoaa tehottomiksi komponenteiksi (esim. asetyylikoliini pilkkoutuu koliiniesteraasientsyymin vaikutuksesta koliiniksi ja etikkahapoksi) tai imeytyy takaisin presynaptisiin pätteisiin (esim. , norepinefriini).
Estävät synapsit sisältävät inhiboivia välittäjiä (esimerkiksi gamma-aminovoihappoa). Niiden vaikutus postsynaptiseen kalvoon lisää kalium-ionien vapautumista solusta ja lisää kalvon polarisaatiota. Tässä tapauksessa kirjataan lyhytaikainen kalvopotentiaalin vaihtelu kohti hyperpolarisaatiota - inhiboiva postsynaptinen potentiaali (IPSP). Seurauksena hermostunut
Hermosolujen vuorovaikutus keskenään (ja efektori-elinten kanssa) tapahtuu erityisten muodostumien - synapsien (kreikaksi - ottaa yhteyttä). Ne muodostuvat pääasiassa kehossa olevan neuronin päätehaaroista tai toisen hermosolun prosesseista. Mitä enemmän synapseja hermosolussa on, sitä enemmän se havaitsee erilaisia ärsykkeitä ja näin ollen sitä laajempi on sen toiminnan vaikutuspiiri ja mahdollisuus osallistua kehon erilaisiin reaktioihin. Erityisen paljon synapseja on hermoston korkeammissa osissa, ja se on monimutkaisimmin toimivissa neuroneissa.
Synapsi- keskushermoston morfofunktionaalinen muodostuminen, joka välittää signaalin hermosolusta toiseen hermosoluon tai hermosolusta efektorisoluun (lihaskuitu, erityssolu).
Synapsit luokitellaan:
■ lopullisen vaikutuksen mukaan (seuraavaan hermosoluun kohdistuvan vaikutuksen luonteen mukaan) - estävä ja kiihottava;
■ signaalinsiirtomekanismin mukaan - sähkö(ionien kautta) , kemiallinen(välittäjien kautta), sekoitettu.
Synapsirakenteessa erotetaan kolme elementtiä (kuva 5):
■ presynaptinen kalvo, joka muodostuu aksonin päätehaaran kalvon paksuuntumisesta;
■ hermosolujen välinen synaptinen aukko;
■ postsynaptinen kalvo - seuraavan hermosolun viereisen pinnan paksuuntuminen.
Riisi. 5. Synapsin kaavio: Pre. - presynaptinen kalvo, Post. - postsynaptinen kalvo, C - synaptiset rakkulat, SC - synaptinen rako, M - mitokondriot, Ax - asetyylikoliini, P - seuraavan neuronin dendriitin (D) reseptorit ja huokoset (huokoset); nuoli - yksipuolinen virityksen johtuminen
Useimmissa tapauksissa yhden neuronin vaikutuksen siirto toiseen tapahtuu kemiallisesti. Kontaktin presynaptisessa osassa on synaptisia vesikkelejä, jotka sisältävät erityisiä aineita - välittäjäaineita , tai välittäjiä. Ne voivat olla asetyylikoliinia (joissakin selkäytimen soluissa, autonomisissa solmuissa), norepinefriiniä (sympaattisten hermosäikeiden päissä, hypotalamuksessa), joitain aminohappoja ja muita aineita. Aksonin päihin saapuvat hermoimpulssit aiheuttavat synaptisten rakkuloiden tyhjenemisen ja välittäjän erittymisen synaptiseen rakoon.
Eksitatorisissa synapseissa välittäjät (esimerkiksi asetyylikoliini) sitoutuvat postsynaptisen kalvon spesifisiin makromolekyyleihin ja aiheuttavat sen depolarisaation. Tämä depolarisaatio on saanut erityisen nimen: eksitatorinen postsynaptinen potentiaali ( EPSP ). Neuronin virittämiseksi on välttämätöntä, että EPSP saavuttaa CUD: n. Tätä varten kalvopotentiaalin depolarisaatiosiirtymän arvon tulee olla vähintään 10 mV. Välittäjäaineen vaikutus on hyvin lyhyt (1–2 ms), minkä jälkeen se joko hajoaa tehottomiksi komponenteiksi (esim. asetyylikoliini pilkkoutuu koliiniesteraasientsyymin vaikutuksesta koliiniksi ja etikkahapoksi) tai imeytyy takaisin presynaptisiin pätteisiin (esim. esimerkiksi norepinefriini).
Estävät synapsit sisältävät inhiboivia välittäjiä (esimerkiksi gamma-aminovoihappoa). Niiden vaikutus postsynaptiseen kalvoon lisää kalium-ionien vapautumista solusta, mikä johtaa kalvon hyperpolarisaatioon - inhiboiva postsynaptinen potentiaali rekisteröidään. ( TPSP ). Tämän seurauksena hermosolu estyy. Sitä on vaikeampi herättää kuin alkutilassa. Tämä edellyttää voimakkaampaa stimulaatiota saavuttaakseen kriittisen depolarisaation tason.
Sekä kiihottavat että estävät synapsit sijaitsevat kehon kalvolla ja hermosolun dendriiteillä.
Sekä stimuloivien että inhiboivien synapsien samanaikaisella vaikutuksella tapahtuu niiden vaikutusten algebrallinen summaus (eli keskinäinen vähennys). Tässä tapauksessa hermosolun viritys tapahtuu vain, jos , jos eksitatoristen postsynaptisten potentiaalien summa on suurempi kuin estopotentiaalin summa . Tämän ylityksen tulee olla tietty kynnysarvo (noin 10 mV). Vain tässä tapauksessa solun toimintapotentiaali ilmestyy. On huomattava, että yleensä hermosolujen kiihtyvyys riippuu sen koosta. : mitä pienempi solu , sitä jännittävämpi .
Aktiopotentiaalin ilmaantuessa alkaa prosessi, jossa hermoimpulssi johtaa aksonia pitkin ja siirtää se seuraavaan hermosoluon tai työelimeen, ts. neuronin efektoritoiminto suoritetaan. Hermoimpulssi on tärkein kommunikaatiokeino
Siten tiedonsiirto hermostossa tapahtuu kahden mekanismin kautta - sähköisen (EPSP; IPSP; toimintapotentiaali) ja kemiallisen (välittäjät).
2. Keskushermoston virityksen ominaisuudet ( hermokeskusten kautta )
Hermokeskusten ominaisuudet liittyvät suurelta osin hermoimpulssien johtumisen ominaisuuksiin eri hermosoluja yhdistävien synapsien kautta.
Hermokeskus, kuten edellä mainittiin, on kokoelma hermosoluja, joita tarvitaan minkä tahansa toiminnon toteuttamiseen. Nämä keskukset reagoivat sopivilla refleksireaktioilla niihin liittyvien reseptorien ulkoiseen stimulaatioon. Hermokeskusten solut reagoivat myös niiden läpi virtaavien veren aineiden suoraan ärsytykseensä (humoraaliset vaikutukset). Kokonaisvaltaisessa organismissa on tiukka koordinointi - heidän toimintojensa koordinointi.
Keskushermoston virityksen johtamisella on joitain erityispiirteitä.
1. Yksipuolinen virityksen johtuminen . Viritysaallon johtuminen hermosolusta toiseen synapsin kautta tapahtuu useimmissa hermosoluissa kemiallisesti - välittäjän avulla, ja välittäjä sisältyy vain synapsin presynaptiseen osaan, eikä sitä ole postsynaptisessa kalvossa. Siksi hermovaikutusten johtuminen on mahdollista vain presynaptisesta kalvosta postsynaptiin - tic ja mahdotonta vastakkaiseen suuntaan . Tässä suhteessa hermoimpulssien virtauksella refleksikaaressa on tietty suunta - afferenteista hermosoluista interkalaariin ja sitten efferenttisiin - motorisiin hermosoluihin tai autonomisiin hermosoluihin.
2. Erittäin tärkeä hermoston toiminnassa on toinen synapsien kautta tapahtuvan virityksen ominaisuus - viivästynyt johtuminen - kieltää . Synaptiseksi viiveeksi kutsutaan aikaa, joka kuluu prosesseihin siitä hetkestä, kun hermoimpulssi lähestyy presynaptista kalvoa, kunnes potentiaalit ilmaantuvat postsynaptiseen kalvoon. - kaino . Useimmissa keskushermosoluissa se on noin 0,3 ms. Sen jälkeen tarvitaan enemmän aikaa eksitatorisen postsynaptisen potentiaalin (EPSP) ja toimintapotentiaalin kehittymiseen. Koko hermoimpulssin välitysprosessi (yhden solun toimintapotentiaalista seuraavan solun toimintapotentiaaliin) yhden synapsin läpi kestää noin 1,5 ms. Väsymyksen, jäähtymisen ja useiden muiden vaikutusten myötä synaptisen viiveen kesto kasvaa. Jos kuitenkin minkä tahansa reaktion toteuttaminen vaatii suuren määrän neuroneja (monia satoja ja jopa tuhansia) osallistumista, niin hermokeskusten läpi tapahtuva johtumisen kokonaisviive voi olla sekunnin kymmenesosia ja jopa kokonaisia sekunteja.
Refleksitoiminnan aikana kokonaisaika siitä hetkestä, kun ulkoinen ärsyke on kohdistettu organismin vasteen ilmaantumiseen - ns. latentti tai piilevä refleksiaika määräytyy pääasiassa synapsien läpi johtumisen keston perusteella. Piilevän ajan arvo - Refleksitaso on tärkeä hermokeskusten toiminnallisen tilan indikaattori . Yksinkertaisen ihmisen motorisen vasteen piilevän ajan mittaamista ulkoiseen signaaliin käytetään laajasti käytännössä keskushermoston toiminnallisen tilan arvioinnissa. .
3.
Herätyksen summaus .
Vastauksena yhdelle afferentille
aalto, joka tulee reseptoreista hermosoluille synapsin presynaptisessa osassa
pieni määrä välittäjää vapautuu. Tässä tapauksessa EPSP esiintyy yleensä neuronin synteettisessä kalvossa, eli pieni paikallinen depolarisaatio. Jotta EPSP:n kokonaisarvo koko hermosolukalvolla saavuttaisi toimintapotentiaalin esiintymisen kriittisen tason, tarvitaan useiden kynnysarvojen aliarvoisten EPSP:iden summaus solukalvolla. Vain tällaisen virityksen summauksen seurauksena hermosolu reagoi. Erota spatiaalinen ja ajallinen summaus ( riisi. 6 ).
Riisi. 6. Ajallinen ja spatiaalinen summaus neuronitasolla: 1 - impulssien saapuminen hermosoluun; 2 - biopotentiaalin muodostuminen
Spatiaalinen summaus havaitaan, jos samassa hermosolussa vastaanotetaan samanaikaisesti useita impulsseja eri hermosäikeiden kautta. Hermosolun pisteisiin B, A, C tulevat viritykset (vaikka ne olisivatkin kynnysarvoja) ja samanaikaisesti esiintyvät tässä neuronissa, voivat johtaa sen virittymiseen edellyttäen, että summattu EPSP saavuttaa CUD:n.
Ajallinen summaus tapahtuu, kun sama afferenttireitti aktivoituu sarjalla peräkkäisiä ärsykkeitä. Jos impulssit saapuvat pisteeseen A tietyllä aikavälillä, ne aiheuttavat EPSP:iden muodostumisen tälle alueelle. Jos nämä EPSP:t eivät saavuta kriittistä depolarisaation tasoa, AP:ta ei tapahdu. Jos pulssin toistonopeus on riittävän korkea ja aiempien ärsykkeiden neuronin EPSP:t eivät ehdi haalistua, seuraavat EPSP:t asettuvat päällekkäin, kunnes hermosolukalvon depolarisaatio saavuttaa kriittisen tason toimintapotentiaalin esiintymiselle. . Nuo. tässä vaiheessa EPSP:n summaus tapahtuu , kun EPSP KUD saavutetaan, syntyy toimintapotentiaali, hermosolu kiihtyy.
Tällä tavalla lievätkin ärsytykset voivat jonkin ajan kuluttua aiheuttaa kehon reaktioita, esimerkiksi aivasteluja ja yskimistä vasteena hengityselinten limakalvojen lieville ärsytyksille.
4.
Rytmin muunnos ja assimilaatio .
Vastauksen luonne
hermosolu ei riipu pelkästään ärsykkeen ominaisuuksista, vaan myös itse hermosolun toiminnallisesta tilasta (sen kalvovarauksesta, kiihtyvyys, labilisuus). Hermosoluilla on kyky muuttaa taajuutta
lähetetyt impulssit ,
t .
e .
rytmin muunnosominaisuus .
Hermosolun suurella kiihtyvyydellä (esimerkiksi kofeiinin ottamisen jälkeen) impulssien lisääntyminen (rytmin moninkertaistuminen) voi tapahtua, ja alhaisella kiihtyvyydellä (esimerkiksi väsymyksen aikana) rytmi hidastuu , koska useita saapuvia impulsseja on summattava, jotta lopulta saavutetaan toimintapotentiaalin esiintymisen kynnys. Nämä impulssien taajuuden muutokset voivat tehostaa tai heikentää kehon reaktioita ulkoisiin ärsykkeisiin.
Rytmisillä ärsykkeillä hermosolun toiminta voi virittyä sisään tulevien impulssien rytmiin, ts. havaitaan rytmin assimilaatioilmiö (A. A. Ukhtomsky, 1928). Rytmin assimilaation kehittyminen varmistaa monien hermokeskusten toiminnan virittymisen monimutkaisten motoristen toimien hallinnassa, mikä on erityisen tärkeää syklisten harjoitusten tahdin ylläpitämiseksi.
5. Trail prosessit . Ärsykkeen toiminnan päätyttyä hermosolun tai hermokeskuksen aktiivinen tila jatkuu yleensä jonkin aikaa. Jäljitysprosessien kesto on erilainen:
pieni selkäytimessä (useita sekunteja tai minuutteja), paljon suurempi aivojen keskuksissa (kymmeniä minuutteja, tunteja tai jopa päiviä) ja erittäin suuri aivokuoressa (jopa useita kymmeniä vuosia).
Hermosolujen suljettujen kiertokulkujen kautta kiertävät impulssit voivat ylläpitää selkeää ja lyhytaikaista viritystilaa hermokeskuksessa. Pitkäaikaiset piilotetut jäljet ovat luonnossa paljon vaikeampia. Oletetaan, että jälkien pitkäaikainen säilyminen hermosolussa kaikilla ärsykkeelle ominaisilla ominaisuuksilla perustuu solun muodostavien proteiinien rakenteen muutokseen ja synaptisten kontaktien uudelleenjärjestelyyn.
Lyhyet impulssijälkivaikutukset (jopa 1 tunti) ovat ns. lyhytaikaisen muistin taustalla, ja solujen rakenteellisiin ja biokemiallisiin uudelleenjärjestelyihin liittyvät pitkäaikaiset jäljet muodostavat perustan pitkäaikaisen muistin muodostumiselle. .
Luento 6 CNS KOORDINOINTI
Koordinointi (kirjaimellisesti) - virtaviivaistaminen, yhteenliittäminen, koordinointi. Koordinointi on toimintojen yhdistämistä yhdeksi kokonaisuudeksi. Ohjaus !
Keskushermoston toiminnan koordinointiprosessit perustuvat kahden päähermoston - virityksen ja eston - koordinaatioon. Esto on aktiivinen hermoprosessi, joka estää tai estää kiihtymisen.
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-1.jpg" alt="(!LANG:>Kiihottavat ja estävät synapsit Luento 3">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-2.jpg" alt="(!LANG:>Synaptisten virtojen biofysiikka ja farmakologia 1 Luento 3.">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:> Postsynaptiset potentiaalit Vaihtelee amplitudiltaan Voi olla depolarisoivaa"> Постсинаптические потенциалы Различаются по амплитуде Могут быть деполяризующими или гиперполяризующими Не регенерируют и не перемещаются вдоль мембраны как потенциал действия Специальный случай: шунтирующий постсинаптический ответ (потенциал реверсии тока равен потенциалу мембраны) 3!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-4.jpg" alt="(!LANG:>Nopeat ja hitaat postsynaptiset vastaukset yhdessä 197-900-luvun Johnin kanssa"> Быстрые и медленные постсинаптические ответы 1979 год Джон Эклс в соавторстве с супругами Мак-Гир предложил называть эффекты классических быстрых медиаторов ионотропными поскольку они воздействуют на ионные каналы на постсинаптической мембране, а медленные эффекты - метаботропными, предполагая, что они требуют вовлечения метаболических процессов внутри постсинаптического нейрона. 4!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-5.jpg" alt="(!LANG:>Ionotrooppiset reseptorit 5">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-6.jpg" alt="(!LANG:>Metabotrooppiset reseptorit 6">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-7.jpg" alt="(!LANG:> Herätys ja esto"> Возбуждение и торможение Возбуждающее событие – событие повышающее вероятность распространения сигнала ВПСТ, возбуждающий постсинаптический ток, повышает вероятность возникновения тока действия в постсинаптической клетке Тормозное событие – событие снижающее вероятность распространения сигнала ТПСТ, тормозный постсинаптический ток, снижает вероятность возникновения тока действия в постсинаптической клетке 7!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-8.jpg" alt="(!LANG:> Mikä tekee tapahtumasta kiihottavan tai estävän? Kalvon lepopotentiaali (Vm) ) Palautuspotentiaali"> Что делает событие возбуждающим или тормозным? Потенциал покоя мембраны (Vm) Потенциал реверсии ионного тока (Vrev) – определяет направление тока Порог генерации потенциала действия (T) Vrev T Vrev -60 м. В Vm Vrev Деполяризующий Гиперполяризующий Шунтирующий ответ потенциал потенциал не возникает, но проводимость (возбуждающий) (тормозный) мембраны увеличивается (тормозный) 8!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-9.jpg" alt="(!LANG:> Shunting SR = 1/RR - kalvon johtavuus levossa"> Шунтирование SR = 1/RR – проводимость мембраны в покое Sm=SR Шунтирующий ответ SS увеличивает проводимость мембраны Если добавлена шунтирующая проводимость, по закону Ома деполяризация мембраны будет меньше в ответ на возбуждающий синаптический ток Vsyn=Isyn/Sm Таким образом, шунтирующий ответ тормозный Cm SR Cm SR SS Изменится так же константа затухания синаптических токов 9!}
I solu"> Потенциал реверсии синаптического тока Потенциал реверсии тока быть измерен в постсинаптической клетке при использовании метода “фиксации потенциала” Потенциал реверсии в каждом случае определяется ионной селективностью каналов, открываемых нейропередатчиком 10!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-11.jpg" alt="(!LANG:> Patch Clamp Patch Clamp Options 1."> Патч кламп Варианты патч клампа 1. Присоединенная клетка – патч пипетка не имеет доступа к внутриклеточному содержимому. Возможен переход к inside-out конфигурации патча. 2. Целая клетка – содержимое клетки заменяется внутрипипеточным раствором. Возможен переход к outside- out конфигурации патча. 3. Перфорированная клетка – комбинация 1 и 2. Отверстия в мембране делаются с помощью антибиотиков. Возможны записи токов, как одиночных ионных каналов, так и их суммарной активности 11!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:>Stokastinen ionikanavan avautumisprosessi Ärsyke lisää ionikanavan todennäköisyyttä kuten tapahtuu"> Стохастический процесс открывания ионных каналов Стимул увеличивает вероятность открытия ионных каналов, как это происходит в случае постсинаптического потенциала. В режиме целая клетка регистрируется постсинаптический потенциал как временная суммация открытых состояний ионных каналов. 12!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-13.jpg" alt="(!LANG:>Kääntymispotentiaali: virta-jännite-ominaisuus Menetelmä: Potentiaali solukalvo on kiinnitetty"> Потенциал реверсии: вольтамперная характеристика Метод: Потенциал на клеточной мембране фиксируется на разных уровнях. Синаптический ток измеряется в ответ на пресинаптическую стимуляцию Потенциал реверсии – потенциал фиксации на котором синаптический ток меняет направление. 13!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-14.jpg" alt="(!LANG:>Kääntymispotentiaali riippuu ioninjohtavuudesta Nernst-yhtälö/Eirev= z.F)ln (ulos/sisään)"> Потенциал реверсии зависит от ионной проводимости Уравнение Нернста Eirev= (RT/z. F)ln (out /in) где R= газовая постоянная T= абсолютная температура z= валентность иона F= постоянная Фарадея Для 37 о. С получаем E i rev= 68 log (out /in) Для 20 о. С получаем E i rev= 58 log (out /in) E i rev для Na+ при 20 о. С = 58 log /= + 75 м. В Поскольку потенциал покоя нейрона негативный (-60 м. В), то ток опосредованный ионами Na+ будет деполяризующим Один и тот же ионный канал может обладать проводимостью к нескольким ионам 14!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-15.jpg" alt="(!LANG:> Neurofarmakologian termit Ligandi on aine, joka sitoutuu"> Термины нейрофармакологии Лиганд – вещество, которое связывается с рецептором (агонисты и антагонисты) Агонист – вещество, которое повышает вероятность открытия ионного канала рецептора (нейропередатчики – агонисты постсинаптичеких рецепторов). Антагонист – вещество которое снижает вероятность открытия ионного канала Аллостерический модулятор – вещество которое изменяет эффект связывания агониста (эндогенные модуляторы влияют на синаптическую передачу) Аффинность – чувствительность рецептора к агонисту (синаптические рецепторы имеют низкую аффинность чтобы не реагировать на «фоновый» нейропередатчик) Десенситизация – потеря способности рецептора отвечать на постоянно присутствующий агонист (играет важную роль в окончании синаптического события) Инактивация – переход рецептора в неактивное состояние 15!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:> Kineettinen malli R - reseptori, Glu. R - reseptoriin sidottu"> Кинетическая модель R - рецептор, Glu. R – рецептор связанный с одной молекулой глутамата (агониста) Glu 2 R – рецептор связанный с 2 -мя молекулами агониста Glu 2 R* - открытое состояние Glu. RD, Glu 2 RD, и Glu 2 R*D три десенситизированных состояния к – константы соответствующих переходов 16!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-17.jpg" alt="(!LANG:>Glutamatergiset synapsit Luento 3. 2">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-18.jpg" alt="(!LANG:> Glutamaattireseptorit Ionotrooppinen – AMPA (pääasiassa Na+/K+"> Рецепторы глутамата Ионотропные – AMPA (преимущественно Na+/K+ проводимость) – Каинатные (Na+/K+ и Ca 2+ проводимость) – NMDA (значительная Ca 2+ проводимость) – потенциал-зависимые Метаботропные – m. Glu. R группы I, II и III Играют функционально различную роль Могут быть мишенью для лекарственных препаратов 18!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-19.jpg" alt="(!LANG:> Metabotrooppiset glutamaattireseptorit G-proteiiniin sitoutuneena ja sidottuna postsynaptinen sivusto">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-20.jpg" alt="(!LANG:>Ionotrooppiset glutamaattireseptorit 20">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-21.jpg" alt="(!LANG:> AMPA-reseptorit Tärkeimmät glutamatergiset synaptiset reseptorit"> AMPA рецепторы Основные рецепторы глутаматергической синаптической передачи Проводимость одиночного канала ~8 п. С (g = I/Vm-Erev) Na+ и K+ проводимость если присутствует немодифицированная Glu. R 2 субъединица то проводимость для Ca 2+ Быстрая десенситизация Вольтамперная характеристика – ВАХ 21!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-22.jpg" alt="(!LANG:> Kainaattireseptorit Koostuvat 5 tyyppisestä Glu-alayksiköstä. R."> Каинатные рецепторы Состоят из 5 типов субъединиц Glu. R 5, 6, 7, KA 1, KA 2 функциональны гомомеры Glu. R 5 и Glu. R 6 Гетеромеры KA 2 с Glu. R 5 или Glu. R 6 Рецепторы быстро десенситизируются (но вероятно не все) Субклеточное распределение может отличаться от AMPA (возможно, преимущественно внесинаптические рецепторы) Линейная ВАХ 22!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-23.jpg" alt="(!LANG:> NMDA-reseptori: mielenkiintoisin reseptori? Potentiaalinen ja kemosensitiivis 2"> NMDA рецептор: самый интересный рецептор? Потенциал и хемочувствительный – нужны 2 события для активации NMDA рецептор – тетраметр состоящий из 2 NR 1 субъединиц и 2 NR 2 субъединиц Ca 2+ проводимость 23!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-24.jpg" alt="(!LANG:>NMDA-reseptori NMDA-reseptori Kanava on estetty Mg 2+:lla klo 40-80"> NMDA рецептор NMDA рецептор Канал блокирован ионами Mg 2+ при 40 -80 m. V. Деполяризация убирает Mg 2+ блок Помимо глутамата требует глицин как ко-агонист Имеет очень медленную кинетику. Обладает более высокой аффинностью, чем AMPA, каинатные или m. Glu. R рецепторы. 24!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-25.jpg" alt="(!LANG:>GABAergiset synapsit Luento 3. 3">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-26.jpg" alt="(!LANG:>GABAergisillä synapseilla on paljon yhteistä glutamatergisen synapsin26 kanssa">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-27.jpg" alt="(!LANG:>GABAergisten hermosolujen monimuotoisuus keskushermostossa 27">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-28.jpg" alt="(!LANG:> GABA-reseptorien luokitus ja ominaisuudet GABA ja GABA ovat ioneja"> Классификация и свойства ГАМК рецепторов ГАМКА и ГАМКС – ионотропные рецепторы ГАМКБ – метаботропные рецепторы ГАМКА и ГАМКС рецепторы как правило гиперполяризующие деполяризующие в случае, если потенциал постсинаптического нейрона более отрицательный, чем потенциал реверсии для Cl- в клетке (в процессе развития мозга) 28!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-29.jpg" alt="(!LANG:> Metabotrooppiset GABA-reseptorit Presynaptinen vapautuminen: heikkenee neurotransmitterin toiminnan jälkeinen"> Метаботропные рецепторы ГАМК Пресинаптическая функция: снижение высвобождения нейропередатчика Постсинаптическая функция: Медленный K+ток (гиперполяризующий) Поскольку требуется активация каскадов вовлекающих G- белки: Большая задержка (20 -50 мсек), медленная начальная фаза и фаза затухания (400 -13000 мсек) 29!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-30.jpg" alt="(!LANG:>Nopea GABAergic Transmission 30">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-31.jpg" alt="(!LANG:>GABAA-reseptorit koostuvat viidestä alayksiköstä. Niitä on yli 20"> ГАМКА рецепторы состоят из 5 субъединиц Насчитывается больше 20 генов кодирующих субъединицы ГАМКА рецептора 31!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-32.jpg" alt="(!LANG:>Kloridijohtavuuden välittämä nopea TPST 32">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-33.jpg" alt="(!LANG:> GABA:n kiihottavat ja estävät vaikutukset. aivoista)"> Возбуждающий и тормозный эффекты ГАМКА Глутаматные синапсы (основные возбуждающие синапсы мозга) возникают после ГАМКергических. В этот период ГАМК опосредует передачу возбуждения, тогда как торможение осущесвляется за счет шунтирующего эффекта внесинаптических ГАМК рецепторов. Вопрос: Почему? Потенциал клетки более негативный в развивающихся нейронах чем в развитых или потенциал реверсии хлорных токов более позитивный? взрослый нейрон негативный потенциал сдвиг потенциала мембраны реверсии Vrev T -60 м. В Vm Vrev Vm Это тоже шунтирование синаптический потенциал никогда не достигнет порога 33!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-34.jpg" alt="(!LANG:>Cl-gradienttien muutos kehityksen aikana - Suhteellisen Cl-lausekkeen muutos kuljettimet ensin"> Изменение градиентов для Cl- в процессе развития Сдвиг в относительной экспрессии Cl- транспортеров Сначала экспрессируется Na+-K+-2 Cl- котранспортер (NKCC 1), он увеличивает i - ГАМК эффекты деполяризующие Потом экспрессируется K+-Cl- котранспортер (KCC 2) снижающий i – ГАМК эффекты гиперполяризующие 34!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-35.jpg" alt="(!LANG:> Energiaa kuljetuksiin Kuljettajat, toisin kuin pumput, eivät vaadi energiaa"> Энергия для транспорта Транспортеры в отличие от насосов не требуют энергии АТФ. Они используют энергию градиентов других ионов, потому и могут переносить тот или иной ион против градиента. Используется градиент Na+ и K+ Типы транспорт: симпорт и антипорт 35!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-36.jpg" alt="(!LANG:>Synaptic Plasticity -luento 3. 4">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-37.jpg" alt="(!LANG:> Synaptinen plastisuus Hebbin sääntö (1948) sulje,"> Синаптическая пластичность Правило Хебба (1948) “Когда аксон клетки А достаточно близко, чтобы возбудить клетку Б, или постоянно разряжается, происходит процесс роста или метаболические изменения в одной или обоих клетках так, что эффективность клетки А, как клетки возбуждающей В увеличивается” Только в начале 70 х Блис и Ломо привели экспериментальное доказательство этого принципа – долговременная синаптическая потенциация 37!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-38.jpg" alt="(!LANG:> Synaptisen plastisuuden tyypit Lyhytaikainen plastisuus (sekuntia - minuuttia) posttetaaninen tehostuminen"> Типы синаптической пластичности Кратковременная пластичность (секунды - минуты) посттетаническая потенциация парная фасилитация парная депрессия Долговременная пластичность (часы и дни) NMDA рецептор зависимая долговременная потенциация (LTP) NMDA рецептор независимая LTP Ca 2+ чувствительная аденилатциклаза зависимая LTP NMDA рецептор зависимая долговременная депрессия (LTD) Гомосинаптическая пластичность Возникает в активированных синапсах как результат их собственной активации Гетеросинаптическая пластичность Пластичность возникает в других синапсах того же синаптического пути 38!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-39.jpg" alt="(!LANG:>"> LTP может быть получена в срезе гиппокампа Метод записи полевых потенциалов и электрическая стимуляция Клетки гиппокампа образуют слои 39!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-40.jpg" alt="(!LANG:>LTP solunulkoisen kentän potentiaalin muutoksena Klassinen koe 1. Mittaa ala"> LTP как изменение внеклеточного полевого потенциала Классический эксперимент 1. Измерять полевой ВПСП в ответ на одиночную электрическую стимуляцию 2. Произвести короткую высокочастотную стимуляцию 3. Произвести измерение LTP как изменение угла наклона полевого ВПСП 40!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-41.jpg" alt="(!LANG:>Hebbin säännön kokeellinen varmistus 1. Post-synapse"> Экспериментальная проверка правила Хебба 1. Деполяризация постсинапса не приводит к LTP 2. Пресинаптическая активность при фиксированном потенциале на постсинапсе не приводит к LTP 3. 1 и 2 вместе ведут к LTP Гомосинаптическая LTP 41!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-42.jpg" alt="(!LANG:> Assosiatiivinen LTP (heterosynaptinen) (A) stimulaatio - ei vaikutusta"> Ассоциативная LTP (гетеросинаптическая) (А) На один вход подать слабую стимуляцию – нет эффекта (B) Тетаническая (высокочастотная) стимуляция не приводит к LTP в “слабом” пути, но приводит в “сильном” (C) Подать тетаническую стимуляцию на оба пути одновременно – в слабом пути возникнет LTP 42!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-43.jpg" alt="(!LANG:>NMDA-reseptorista riippuvainen ja riippumaton LTP NMDA"> NMDA рецептор зависимая и независимая LTP NMDA рецептор зависимая LTP не возникает при блокированных NMDA рецепторах. Как правило постсинаптическая (усиливает функцию AMPA рецепторов) NMDA рецептор независимая LTP увеличивает вероятность высвобождения нейропередатчика (пресинаптическая) 43!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-44.jpg" alt="(!LANG:> LTP/LTD:n presynaptisen prosessoinnin mahdolliset mekanismit: lisääntyminen/väheneminen välittäjäaineiden vapautuminen"> Возможные механизмы LTP/LTD Пресинаптический: увеличение/снижение вероятности высвобождения нейропередатчика Постсинаптический: Увеличение/снижение ответа на ту же концентрацию нейропередатчика – Изменение числа рецепторов – Изменение свойств рецепторов (посттрансляционная модификация или экспрессия рецепторов с другими свойствами) 44!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-45.jpg" alt="(!LANG:>NMDA-reseptorit säätelevät AMPA-reseptorien ilmentymistä ja sisäistämistä 45">!}
Src="https://present5.com/presentation/3/46968642_280469389.pdf-img/46968642_280469389.pdf-46.jpg" alt="(!LANG:>Reseptoriproteiinien translaation jälkeinen modifikaatio Malli fossi-/fosfaatinmuodostuksesta defosforylaatio voi johtaa"> Посттрансляционная модификация рецепторых белков Модель того как фосфорилирование/ дефосфорилирование может приводить к синаптической пластичности (LTP или LTD). Направление модификации зависит от стимуляции и соответствующего входа Ca 2+) 46!}
Yhtenäisyys ja erot virityksen ja eston välittymisessä synapsien kautta. Kiihtyminen ja esto eivät ole erilaisia itsenäisiä prosesseja, vaan yhden hermoprosessin kaksi vaihetta.
Hermoimpulssien saapuessa tietyn hermokeskuksen hermosolujen ryhmän reseptoreista esiintyvä heräte leviää ensin viereisiin hermosoluihin - se säteilee. Sitten se keskittyy yhteen pisteeseen. Tämän virityskonsentraation jälkeen virittyneiden hermosolujen ryhmän ympärillä, eli viereisissä hermosoluissa, kiihtyvyys vähenee ja ne siirtyvät estotilaan - tämä on samanaikainen negatiivinen induktio. Hermosoluissa, jotka ovat olleet virittyneitä, esiintyy kiihtymisen jälkeen estoa, ja päinvastoin, eston jälkeen, viritys ilmenee samoissa neuroneissa. Tämä on peräkkäinen induktio. Naapurihermosolujen estettyjen hermosolujen ryhmien ympärillä kiihtyvyys lisääntyy ja ne joutuvat viritystilaan - tämä on samanaikainen positiivinen induktio. Tämän seurauksena viritys siirtyy estoksi ja päinvastoin, ja nämä hermoprosessin vaiheet seuraavat toisiaan.
Nykyaikaisten käsitteiden mukaan hermosolujen ja hermosäikeiden kalvot hermostuneessa depolarisoituvat ensin, ja sitten palautuminen luonnehtii viritystä. Reversion jälkeen tapahtuu kalvojen hyperpolarisaatiota, joka on ominaista inhibitiolle (inhibitio virityksen jälkeen).
Havaittiin, että eksitatoristen hermosolujen lisäksi, joissa postsynaptista kalvoa depolarisoivaa asetyylikoliinia vapautuu hermosäikeisiin saapuvien biopotentiaalien vaikutuksesta, on myös erityisiä estäviä neuroneja. Hermosäikeitä pitkin inhiboivien hermosolujen synapseihin kulkeutuvat samat biopotentiaalit kuin eksitatiivisiin hermosoluihin, mutta välittäjäaine hyperpolarisoi postsynaptisen kalvon. Tämän seurauksena syntyy inhiboiva postsynaptinen potentiaali (IPSP), toisin kuin eksitatoristen hermosolujen synapsit, joissa esiintyy eksitatorinen postsynaptinen potentiaali (EPSP). Estävät impulssit vähentävät depolarisaatiota.
Oletetaan, että inhiboiva välittäjäaine aiheuttaa lyhytaikaisen pienten huokosten muodostumisen postsynaptisen kalvon joihinkin osiin. Vain pienet hydratoidut kalium- ja kloridi-ionit voivat kulkea näiden huokosten läpi, mutta eivät suuret hydratoidut natriumionit. Kalvon ulkopintaan tulevien kalium-ionien läpäisevyyden lisääntyminen ja hermosolujen sisään tulevien kloridi-ionien läpäisevyyden lisääntyminen johtavat kalvon hyperpolarisaatioon. Kloori-ionien käänteisen liikkeen myötä ulospäin hyperpolarisaatio muuttuu depolarisaatioksi.
IPSP:n latenssijakso on vähintään 1 ms pidempi kuin EPSP:n latenssijakso, jossa suuret hydratoidut natriumionit kulkevat postsynaptisen kalvon huokosten läpi. Tämä IPSP:n piilevän ajanjakson lisääntyminen riippuu siitä tosiasiasta, että kaikissa keskushermoston estotapauksissa on ainakin yksi interkalaarinen neuroni estoreitillä.
Postsynaptisen eston lisäksi keskushermostossa on laajalle levinnyt presynaptinen esto, joka vaimentaa kiihottavia hermoimpulsseja, jotka tulevat sentripetaalisten hermosolujen reseptoreista. Presynaptista estoa esiintyy sentripetaalisten hermosolujen synapseissa. Presynaptisen eston kesto on kymmeniä kertoja pidempi kuin postsynaptisen inhibition kesto, joka riippuu merkittävästi suuremmasta määrästä ketjun muodostavia interneuroneja.
Useimmat tutkijat uskovat, että Renshaw'n interneuronien synapseissa, jotka estävät selkäytimen etusarvien motorisia keskipakoishermosoluja, sekä pre- ja postsynaptiseen estoon osallistuvien interneuronien synapseissa ja poikkijuovaisten lihasten motoriset hermot niiden eston aikana, impulssien välitys tapahtuu saman asetyylikoliinivälittäjän kautta. Vain sympaattisten keskipakopolkujen synapseissa, esimerkiksi sympaattisten hermojen päissä sileissä lihaksissa, estoa aiheuttavien impulssien välitys tapahtuu välittäjän norepinefriinin kautta. Tämän seurauksena sekä viritys että esto välittyvät useimpien synapsien kautta asetyylikoliinin kautta.
Esillä on eri lokalisaatioita, mutta eston luonne on luultavasti periaatteessa sama. Tämän todistaa se tosiasia, että kaikissa kuvatuissa estotyypeissä tapahtuu ensin hyperpolarisaatiovaihe ja sitten se siirtyy depolarisaatiovaiheeseen. On otettava huomioon, että hyperpolarisaatiota esiintyy myös lisääntyneen rytmisen aktiivisuuden jälkeen, eli depolarisaation jälkeen. Eston luonteen yleisyyden todistaa myös se, että interkalaariset hermosolut ovat mukana kaikissa sen kuvatuissa tyypeissä, jotka varmistavat sentripetaalisten impulssien konvergenssin.
