synapsa n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Synapsa PowerPoint Presentation
Download Presentation
Synapsa

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 39

Synapsa - PowerPoint PPT Presentation


  • 172 Views
  • Uploaded on

Synapsa. Sir Charles Sherrington, 1897, Podręcznik fizjologii. <gr. sýnapsis połączenie>. Synapsy chemiczne i elektryczne. Dwa główne sposoby komunikacji w układzie nerwowym: synapsy elektryczne i synapsy chemiczne. Cytoplasmic continuity between pre- and postsynaptic cells.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Synapsa' - naiya


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
synapsa
Synapsa

Sir Charles Sherrington, 1897, Podręcznik fizjologii

<gr. sýnapsis połączenie>

slide2

Synapsy chemiczne i elektryczne

Dwa główne sposoby komunikacji w układzie nerwowym: synapsy elektryczne i synapsy chemiczne.

Cytoplasmic continuity between pre- and postsynaptic cells

Ultrastructural components

Synaptic delay

Type of synapse

Distance between pre- and postsynaptic cell membranes

Agent of transmission

Direction of transmission

Yes

Gap-junction channels

Virtually absent

Electrical

3.5 nm

Ion current

Usually bidirectional

No

Presynaptic vesicles and active zones; postsynaptic receptors

Significant: at least 0.3 ms, usually 1-5 ms or longer

Chemical

20-40 nm

Chemical transmitter

Unidirectional

slide3

Synapsy elektryczne

A. W synapsie elektrycznej dwie komórki są połączone kanałami szczelinowymi (gap-junction channels). Kanały te umożliwiają bezpośredni przepływ jonów pomiędzy dwoma komórkami. Dodatkową ułatwieniem komunikacji jest zawężenie przestrzeni zewnątrzkomórkowej z 20nm do 3.5 nm w złączu szczelinowym (gap junction).

Mikrografia elektronowa połączenia szczelinowego. Macierz kanałów wyizolowana z błony wątroby szczura. Każdy kanał ma strukturę hexagonalną. Powiększenie: X 307 800

B. Każdy półkanał (connexon) składa się z sześciu identycznych podzespołów (connexin).

C. Podzespoły są ułożone tak, że tworzą por pośrodku kanału. Por jest otwarty gdy podzespoły są skręcone względem podstawy. Na otwarcie lub zamknięcie poru może wpływać poziom pH i stężenie Ca+ w komórce. Synapsy elektryczne mogą mieć również napięciowozależne bramki oraz reagować na różne neuroprzekaźniki.

  • Główne cechy przekaźnictwa elektrycznego:
  • duża prędkość
  • wierność przekazu (bez zniekształcenia)
  • działanie dwukierunkowe
  • Zastosowanie:
  • szybkie działanie (np. odruch ucieczki)
  • synchroniczne działanie dużych grup neuronów
  • komunikacja w komórkach glejowych
slide4

Synapsy elektryczne u Aplysii

E. Kandel z Aplysią

Stymulacja elektryczna ogona powoduje synchroniczne wyładowanie w trzech motoneuronach. 1. Gdy motoneurony znajdują się w spoczynku stymulacja wywołuje identyczną salwę potencjałów czynnościowych w trzech komórkach czego wynikiem jest wypuszczenie atramentu. 2. W stanie hiperpolaryzacji, odpowiedź obronna jest zablokowana.

slide5

Synapsa chemiczna

  • W skrócie:
  • Potencjał czynnościowy dochodzi do zakończenia aksonu.
  • Uwolnienie neuroprzekaźnika do szczeliny synaptycznej.
  • Powstanie potencjału postsynaptycznego w neuronie postsynaptycznym.
slide6

Synapsa chemiczna

  • Depolaryzacja błony presnaptycznej.
  • Aktywacja napięciowozależnych kanałów Ca2+
  • Fuzja błony pęcherzyka synaptycznego z błoną presynaptyczną
  • Uwalnianie neuroprzekaźnika (egzocytoza)
  • Dyfuzja neuroprzekaźnika do szczeliny synaptycznej
  • Przyłączenie neuroprzekaźnika do receptora i bramkowanie kanałów jonowych
  • Odnowa pęcherzyka synaptycznego –endocytoza
  • Inaktywacja neuroprzekaźnika (dyfuzja, wychwyt zwrotny, hydroliza)
slide7

Synapsy pobudzające i hamujące

W wyniku akcji synaptycznej powstaje potencjał postsynaptyczny (PSP) w neuronie postsynaptycznym. Potencjał ten jest pobudzający (excitatory or EPSP) jeśli zwiększa prawdopodobieństwo generacji potencjału czynnościowego oraz jest hamujący inhibitory or IPSPs) jeśli zmniejsza prawdopodobieństwo generacji potencjału czynnościowego. Większość neuronów dostaje wejścia zarówno pobudzające, jak i hamujące.

Prąd synaptyczny jest postaci: Isyn = gsyn(t)(V - Vsyn)

(A) Pobudzający potencjał postsynaptyczny EPSP. (B) Hamujący potencjał postsynaptyczny IPSP. (C) IPSP może jednak depolaryzować komórkę jeżeli potencjał równowagowy dla danej synapsy jest pomiędzy potencjałem spoczynkowym i progiem potencjału czynnościowego.

slide8

Receptory jonotropowe i metabotropowe

Receptory jonotropowe powodują szybką i krótkotrwałą odpowiedź synaptyczną. Występują w obwodach kontrolujących szybkie zachowania.

Receptory metabotropowe dają odpowiedź wolniejszą i dłuższą. Modulują zachowanie zmieniając pobudliwość neuronów i siłę połączenia synaptycznego.

slide9

Narkotyki a neuroprzekaźnictwo

Działanie różnych leków (nasenne, antydepresyjne) oraz narkotyków polega na ingerencji w neuroprzekaźnictwo. Np.

marijuana i heroina aktywuje neurony ponieważ ich chemiczna struktura jest podobna do naturalnych neuroprzekaźników. Pomimo ze skutecznie ‘poszywają’ się one pod neuroprzekaźniki, aktywacja neuronow nie jest taka sama i prowadzi do zmienionej aktywnosci sieci.

amfetamina, kokaina powoduje zwieksza stezenie neuroprzekaźników poprzez ich wydzielanie w wiekszych niż normalnie ilosciach lub poprzez blokade ich wychwytu zwrotnego.

Wiekszosc narkotykow np. kokaina, amfetamina wplywa na uklad nagrody zwiazany z dopamina (DA). DA jest obecna w rejonach mozgu odpowiedzialnych m.in. za motywacje, uczucia i odczuwanie przyjemnosci.

Leki psychiatryczne wyrównują niedobór lub nadmiar naturalnych. Odbywa się to np. poprzez blokowanie wychwytu zwrotnego (np. serotoniny 5-HT) przez leki andytdepresyjne (Prozac, Paxil, Zoloft). Inne leki ‘podszywają’ się lub blokuja enzymy rozkładajace neuroprzekaźniki.

Leki nasenne i uspokajające zwiększają aktywność receptorów hamujących GABA, hamując poziom aktywności człowieka.

od receptor w do percepcji
Od receptorów do percepcji
  • Procesowanie informacji sensorycznej
  • Receptory
  • Obwody i trakty sensoryczne
  • Percepcja
transdukcja bod ca
Transdukcja bodźca

Transdukcja w narządach zmysłów jest to proces zamiany fizycznej/mechanicznej energii bodźca na zmianę potencjału elektrycznego na błonie komórki nerwowej. Komórki, w których to się odbywa nazywa się receptorami.

  • Np. transdukcja w czopkach i pręcikach w siatkówce oka odbywa się trójstopniowo:
  • Aktywacja barwnika wzrokowego (fotopigmentu) poprzez światło.
  • Aktywne cząsteczki fotopigmentu aktywują fosfodiestraze (PDE), która zmniejsza koncentracje cyklicznego nukleotydu (cGMP).
  • Zmniejszenie stężenia cGMP powoduje zamknięcie kanałów kationowych, normalnie utrzymywanych przez cGMP w stanie otwartym.
receptory
Receptory

miejsce transdukcji lub

transmisji synaptycznej

miejsce powstawania impulsu

bodziec

kodowanie bod ca w receptorach

Intensywność bodźca

Częstotliwość odpowiedzi

Kodowanie bodźca w receptorach

Kodowanie intensywności stymulacji w czasie w neuronach czuciowych. Zapisy z lewej: największa odpowiedz pojawia się w w fazie narastania bodźca. W fazie statycznej odpowiedź maleje. Jest to proces adaptacji. Receptory przekazujące powolne i długotrwałe zmiany adaptują się wolno. Zapisy z prawej: receptory o szybkiej adaptacji odpowiadają tylko na początku i na końcu stymulacji.

Potencjał receptorowy i częstość odpowiedzi receptora wykazują (prawie) idealną korelację.

hierarchiczne procesowanie informacji
Hierarchiczne procesowanie informacji
  • Podstawowe zasady:
  • Dywergencja
  • Konwergencja
  • Równoległość
  • Sprzężenie zwrotne (feedback)
percepcja
Percepcja

Detekcja bodźca (zachowanie progowe – receptor threshold, behavior threshold)

P – źrenica (pupil)

FP – punkt patrzenia (fixation point)

M - monochromatory

S – przesłona (shutter)

L - lampa

Układ do pomiaru minimalnej energii wywołującej wrażenie wzrokowe. Z. Selig Hecht, Simon Shaleri Maurice Henri Pirenne. Energy, Quanta and Vision. The Journal of General Physiology, Vol 25, 819-840 (1942)

- Pojedynczy foton może pobudzić pojedynczy fotoreceptor w siatkówce człowieka

- Jednoczesna aktywacja 7 receptorów jest potrzebna by świadomie zarejestrować stymulację

percepcja1
Percepcja

Rozdzielczość przestrzenna

Dwu – punktowa rozdzielczość w różnych obszarach ciała. Najlepsza rozdzielczość występuje na końcach palców, na wargach i na języku.

percepcja2

Wyodrębnianie submodalności (jakości)

Percepcja

Percepcja analityczna

Percepcja syntetyczna

percepcja3

Rozpoznawanie wzorców

Percepcja

Psychologia lub teoria Gestalt: teoria umysłu, wg. której – postrzegamy świat całościowo, równolegle, analogowo i w sposób samoorganizujący się.

Efekt Gestalt - zdolność zmysłów do tworzenia wzorców, szczególnie w odniesieniu do wzrokowego rozpoznawania kształtów i form, a nie zbioru punktów i linii.

percepcja rozpoznawanie wzorc w cd

Milczenie Owiec – detal plakatu

Salvador Dali In Voluptas Mors, 1951

Percepcja - rozpoznawanie wzorców - cd

Milczenie Owiec - plakat

ucho rodowe i wewn trzne
Ucho środowe i wewnętrzne

W uchu środkowym zachodzi transmisja mechaniczna. Młoteczek kowadełko i strzemiączko przekazuje drgania błony bębenkowej do ucha wewnętrznego.

slide30

Jak działa ucho?

Wysoka częstość

Niska częstość

slide31

Ślimak i błona podstawna

Ślimak w uchu wewnętrznym ssaków ma kształt muszli ślimaka. Zawiera on narząd słuchu, tzw. narząd Cortiego, w którego skład wchodzi błona podstawna (basilar membrane). Wnętrze ślimaka wypełnione jest płynem zwanym śródchłonką. Po rozwinięciu, ślimak ma kształt stożka zwężającego się ku końcowi. Błona podstawna jest wąska u podstawy i rozszerza się ku końcowi. Różne częstości dźwięku kodowane są za pomocą pomocą pozycji wzdłuż błony – wysokie częstości pobudzają drgania błony u podstawy, niskie częstości, bliżej wierzchołka ślimaka.

slide32

Rezonansowa teoria słyszenia Helmholtza

Różne częstości dźwięku są zakodowane przez ich położenie wzdłuż błony podstawnej. Krótkie struny (u podstawy) będą odpowiadać (rezonować) wysokim częstościom, długie struny u wierzchołka będą odpowiadać (rezonować) niskim częstościom.

slide33

Teoria fali biegnącej - Von Bekesy (1928). Nobel 1961

Ciśnienie wywierane na okienko owalne wywołuje falę biegnącą w ślimaku co powoduje oscylacje błony podstawnej w ślimaku

Georg von Békésy(1899 –1972)

Obwiednie fal biegnących dla 3 różnych częstości

slide34

Problem: szeroka obwiednia fali biegnącej a słyszymy czyste tony

Wniosek: musi istnieć dodatkowy mechanizm strojenia systemu słuchowego do częstości dźwięku.

Potwierdzenie: drgania błony podstawnej

Rola wzmacniacza ślimakowego. (c) maksimum pojawiające się w wyniku działania wzmacniacza ślimakowego, (d) ruch pasywny błony podstawnej bez wzmacniacza ślimakowego.

slide35

Dwa typy komórek włoskowatych

Na błonie podstawnej występują receptory słuchu – komórki włoskowate. Istnieją komórki włoskowate zewnętrzne i wewnętrzne.

Przekrój poprzeczny przez ślimak, pokazujący narząd Cortiego.

slide36

Dwa typy komórek włoskowatych

Mikrografie ze skaningowego mikroskopu elektronowego ukazujące ułożenie komórek włosowatych wewnętrznych i zewnętrznych oraz ich rzęsek. Komórki zewnętrzne ułożone są w trzy rzędy, a ich rzęski ułożone są w kształcie V. Komórki wewnętrzne leżą w jednym rzędzie.

slide37

Funkcjonalna organizacja wewnętrznych i zewnętrznych komórek włoskowych

W komórkach włoskowych zachodzi transdukcja mechano-elektryczna. Ruch włosków powoduje otwarcie kanałów K+ i napływ potasu do wnętrza komórki. Powoduje to aktywacje kanałów Ca2+. Napływ wapnia powoduje modulacje kanałów K+ zależnych od Ca2+. Współdziałanie kanałów K+ i Ca2+ wytwarza oscylujący potencjał błonowy, który wzmacnia się dla wybranej częstości na zasadzie rezonansu. Każda komórka włoskowata ma charakterystyczną dla siebie częstość, na którą odpowiada najlepiej. Powoduje to wyostrzanie częstości oraz umożliwia odpowiedź mechaniczną komórki poprzez sprzężenie napieciowo- mechaniczne (V-M - voltage –mechanical converter).

slide38

Taniec komórek

Zewnętrzna komórka włoskowata podłączona do pipety patch clamp. Przy pomocy pipety regulowany jest potencjał błonowy, odpowiadający obwiedni niskich częstości melodii ‘Rock Around the Clock’. Komórka włoskowata zmienia długość w zależności od napięcia, lecz zachowuje objętość. Za zmianę długości odpowiadają włókna kurczliwe ułożone w kratownice, umieszczone w błonie komórkowej.

slide39

Wzmacniacz ślimakowy

Komórki włoskowate zewnętrzne mechanicznie wzmacniają ruchy błony pokrywającej. Komórki włoskowate wewnętrzne odbierają wzajemne ruchy pomiędzy błoną podstawną i pokrywającą.