Darek Rakus drakus@biol.uni.wroc.pl 374 92 13

Fizjologia –”nauka o naturze” nauka o czynnościach życiowych organizmów

1.     Komórka pobudliwa-neuron 2.     Transmisja synaptyczna, receptory związane z białkami G i ich szlaki sygnalizacyjne. 3.     Mięśnie 4.     Nerwowe ośrodki regulatorowe: autonomiczny i ośrodkowy układ nerwowy; molekularne mechanizmy pamięci 5.     Układ endokrynny 6.     Mechanoreceptory (dotyk, słuch, równowaga), termoreceptory i nocyceptory 7.     Wzrok 8.     Węch, smak 9.     Mechanizmy przekazywania sygnału: receptory białkowych kinaz tyrozynowych oraz treoninowo-serynowych, estrogenowe, nukleotydowe 10. Oddychanie, transport gazów 11. Krążenie 12. Izojonia, izowolemia 13. Glukostaza, termostaza 14. Rytmy biologiczne 15. Trawienie

Fizjologia. Postawy fizjologii lekarskiej W. F. Ganong Fizjologia. Postawy fizjologii lekarskiej PZWL. Warszawa 1994. Pobudliwość i przewodnictwo: Budowa neuronu Potencjały bioelektryczne i ich elektrogeneza Pobudliwość i przewodnictwo komórki nerwowej Prawo – wszystko albo nic Przewodnictwo synaptyczne Ganong 47-63, 67-83

Komórka pobudliwa-neuron

1. 1. Komórki nerwowe ~ 20 x 109, głównie w OUN, budowa neuronu 2. potencjał spoczynkowy, rozmieszczenie jonów Na+, K+, Cl-, anionów białkowych, potencjał równowagi 3. transport przez błony: - dyfuzja: cząsteczki niepolarne, - transport ułatwiony (kanały błonowe - napięciozależne kanały dla: sodu, potasu, chloru) - aktywny: Na+/K+ -ATPaza Tetrodotoksyna, saxitoksyna, glikozydy naparstnicy 4. potencjał czynnościowy 5. przewodzenie ortodromowe i antyortodromowe, typy włókien nerwowych

neuron

a) piramidalny b) Purkinjego c) Motoneuron

Wyrostki kolczyste na dendrytach

rozmieszczenie jonów – polaryzacja błony Wnętrze komórki Środowisko zewnętrzne K+ 160 mM 4.5 mM Na+ 7 mM 144 mM Cl- 114 mM

Potencjał spoczynkowy -70 mM Jon Potencjał równowagi K+ -90 mV Na+ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + + + + + + + + + + Błona komórkowa Na zewnątrz Wewnątrz Na+ K+ Cl- Org- Potencjał spoczynkowy -70 mM Jon Potencjał równowagi K+ -90 mV Na+ +50 mV Cl- -70 mM Gradient chemiczny Gradient elektryczny Potencjał równowagi

Błona komórkowa

transport przez błony: - dyfuzja: cząsteczki hydrofobowe (beznzen, O2, N2, CO2), - dyfuzja ułatwiona (kanały błonowe - napięciozależne kanały dla: sodu, potasu, chloru) - aktywny: Na+/K+ -ATPaza

Działanie pompy sodowo-potasowej Mg2+

Na+/K+-ATPaza katalizuje hydrolizę ATP tylko w obecności jonów Na+ i K+ (oraz Mg2+)

Glikozydy naparstnicy

Pobudliwość - zdolność do reagowania na bodźce (całe organizmy, tkanki, narządy, komórki) Bodziec - zmiany środowiska wywołująca reakcje organizmu Próg pobudliwości – bodziec progowy Pobudliwość różna dla różnych organizmów i tkanek Neuron: Odpowiedź na bodziec – zmiana potencjału błonowego, odwrócenie polaryzacji błony komórkowej

Potencjał po wewnętrznej stronie błony neuronu + 35 mV odwrócenie polaryzacji repolaryzacja hiperpolaryzacja 0 mV - 45 mV - 70 mV bodziec

Kanały jonowe: Bramkowane napięciem Bramkowane ligandem – np. acetetylocholiną Receptory dla acetylocholiny (cholinergiczne): Nikotynowy (kanał sodowy bramkowany acetylocholiną) Muskarynowy (metabotropowy, bramkowany muskaryną)

Bodziec – np. acetylocholina K+ Potencjał spoczynkowy –70 mV Błona komórkowa + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + - + + + + + + + - - - - - - Bodziec – np. acetylocholina

Bodziec podprogowy – lokalna depolaryzacja Bodziec progowy – taki, który wywoła odwrócenie polaryzacji błony, powstanie potencjału iglicowego Neuron: otwarcie kanałów dla sodu bramkowanych napięciem

odwrócenie polaryzacji („depolaryzacja”) – Na+ repolaryzacja – K+, Cl- hiperpolaryzacja – K+ Kanały dla sodu są otwarte około 1-2 ms

Tetrodotoksyna (TTX) - (10 µg/kg) Saxitoksyna (STX) - (5 µg/kg) Rana catesbeiana, dinoflagellata, Saxidomus giganteus

Fala depolaryzacji

Przewodzenie skokowe, otoczka mielinowa