PRZEKAŹNICTWO SYNAPTYCZNE

PRZEKAŹNICTWO SYNAPTYCZNE

Liana Puchalska, Stanisław
Kowalewski



BODZIEC

–

zmiana

zachodząca

w

środowisku zewnętrznym lub wewnętrznym
prowadząca do zmiany właściwości błony
komórkowej



POBUDLIWOŚĆ

– zdolność żywych komórek

do reagowania na działanie bodźca



POBUDZENIE

– proces przejawiający się

przewodzeniem impulsacji nerwowej przez
komórkę nerwową



IMPULS NERWOWY

– stan pobudzenia

przewodzony wzdłuż włókien nerwowych



DEFINICJE





DEFINICJE





PODZIAŁ KOMÓREK GLEJOWYCH





PODZIAŁ KOMÓREK GLEJOWYCH



GLEJ

GLEJ

NEUROGLE

J

NEUROGLE

J

MEZOGLEJ

(MIKROGLEJ)

MEZOGLEJ

(MIKROGLEJ)

Ośrodkowy układ

nerwowy

(OUN)

Ośrodkowy układ

nerwowy

(OUN)

 astrocyty
 oligodendrocyty
 ependymocyty

 astrocyty
 oligodendrocyty
 ependymocyty

Obwodowy

układ nerwowy

Obwodowy

układ nerwowy

 gliocyty zwojowe

(amficyty,

komórki

płaszczowe)

 komórki Schwanna

(neurolemocyty)

 gliocyty zwojowe

(amficyty,

komórki

płaszczowe)

 komórki Schwanna

(neurolemocyty)



BUDOWA NERWU OBWODOWEGO





BUDOWA NERWU OBWODOWEGO





AKSON





AKSON



 Akson

jest

podstawą

morfologiczną

przekazywania

impulsu z jednego neuronu na drugi

Wyróżniamy

dwie

kategorie

aksonów:



AKSONY RDZENNE –

zmielinizowane

,

charakteryzujące

się

przewodzeniem

skokowym



AKSONY

BEZRDZENNE

–

niezmielinizowane

, charakteryzujące się

przewodzeniem ciągłym. W OUN są to włókna
nagie, a w obwodowym układzie nerwowym są to
włókna otoczone przez neurolemocyty nie
wytwarzające osłonki mielinowej.

 Akson

jest

podstawą

morfologiczną

przekazywania

impulsu z jednego neuronu na drugi

Wyróżniamy

dwie

kategorie

aksonów:



AKSONY RDZENNE –

zmielinizowane

,

charakteryzujące

się

przewodzeniem

skokowym



AKSONY

BEZRDZENNE

–

niezmielinizowane

, charakteryzujące się

przewodzeniem ciągłym. W OUN są to włókna
nagie, a w obwodowym układzie nerwowym są to
włókna otoczone przez neurolemocyty nie
wytwarzające osłonki mielinowej.



OSŁONKA MIELINOWA W OUN





OSŁONKA MIELINOWA W OUN



 Sygnał do rozpoczęcia mielinizacji jest niejasny, sugeruje się,

że związany jest z osiągnięciem przez akson średnicy ok.
0,3µm w OUN a 1 µm w obwodowym układzie nerwowym

 Nie do końca wiadomo dlaczego aksony o większej średnicy

mają grubsze osłonki mielinowe

 Początek mielinizacji

w OUN:

4-ty miesiąc życia płodowego

 Pierwszą fazę stanowi tzw. glioza mielinizacyjna (rozplem

gleju)

 Drugą fazę stanowi tworzenie osłonki w obrębie struktur

filogenetycznie najstarszych. Do urodzenia proces zostaje
zakończony w większości formacji rdzenia kręgowego, pnia
mózgu i międzymózgowia.

Mielinizacja

większości

struktur

półkul, niektórych układów pnia mózgu i móżdżku

zachodzi w

1 roku życia

 Trzecią fazę stanowi

dojrzewanie

strukturalne i chemiczne

osłonek – proces ten trwa do

10-12 roku życia



MIELINIZACJA UKŁADU NERWOWEGO





MIELINIZACJA UKŁADU NERWOWEGO





KLASYFIKACJA WŁÓKIEN NERWOWYCH





KLASYFIKACJA WŁÓKIEN NERWOWYCH





Tabela przedstawia wielkość średnicy i szybkość
przewodzenia w nerwach czuciowych (klasyfikacja 1)



Tabela przedstawia wielkość średnicy i szybkość
przewodzenia w nerwach czuciowych (klasyfikacja 1)

TYP

ŚREDNICA (μm)

SZYBKOŚĆ

PRZEWODZENIA (m/s)

I

od 13 do 15

od 80 do 120

II

9

70

III

3

od 2 do 30

IV

1

1



KLASYFIKACJA WŁÓKIEN NERWOWYCH





KLASYFIKACJA WŁÓKIEN NERWOWYCH





Klasyfikacja 1

(włókien

nerwowych

czuciowych)

zmielinizowane:
I –

przewodzą informację z wrzecion mięśniowych i

ciałek scięgnistych Golgiego

II –

przewodzą informację z receptorów czuciowych

skóry

III –

przewodzą informację z termoreceptorów i

receptorów bólowych (nocyceptorów) skóry i narządów
trzewnych

niezmielinizowane:
IV –

przewodzą informację z termoreceptorów i

receptorów bólowych



Klasyfikacja 1

(włókien

nerwowych

czuciowych)

zmielinizowane:
I –

przewodzą informację z wrzecion mięśniowych i

ciałek scięgnistych Golgiego

II –

przewodzą informację z receptorów czuciowych

skóry

III –

przewodzą informację z termoreceptorów i

receptorów bólowych (nocyceptorów) skóry i narządów
trzewnych

niezmielinizowane:
IV –

przewodzą informację z termoreceptorów i

receptorów bólowych



KANAŁY JONOWE AKSONU ZMIELINIZOWANEGO





KANAŁY JONOWE AKSONU ZMIELINIZOWANEGO



wzgórek aksonu

– głównie

kanały Na

+

wzgórek aksonu

– głównie

kanały Na

+

międzywęźla –

głownie kanały

K

+

międzywęźla –

głownie kanały

K

+

węzły Ranviera

– głównie

kanały Na

+

węzły Ranviera

– głównie

kanały Na

+

 Próg pobudliwości neuronu w obrębie wzgórka

jest najmniejszy

 Próg pobudliwości neuronu w obrębie wzgórka

jest najmniejszy



PRZEKAZYWANIE POBUDZENIA WZDŁUŻ WŁÓKNA





PRZEKAZYWANIE POBUDZENIA WZDŁUŻ WŁÓKNA



Spoczyne

k

Depolaryzacj

a

Repolaryzacj

a

Wielkość napływu prądu Na

+

 Można ją zmniejszyć przez obniżenie

koncentracji sodu w płynie zewnątrz-
komórkowym

lub

przez

inaktywację

kanałów sodowych

 Inaktywację można zwiększyć przez

podwyż-szenie potencjału błonowego lub

działanie

środków

miejscowo

znieczulających.

Wielkość napływu prądu Na

+

 Można ją zmniejszyć przez obniżenie

koncentracji sodu w płynie zewnątrz-
komórkowym

lub

przez

inaktywację

kanałów sodowych

 Inaktywację można zwiększyć przez

podwyż-szenie potencjału błonowego lub

działanie

środków

miejscowo

znieczulających.



CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ

PRZEPŁYWU POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO

WZDŁUŻ WŁÓKNA





CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ

PRZEPŁYWU POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO

WZDŁUŻ WŁÓKNA



Średnica włókna

 W przypadku włókien niezmielinizowanych

prędkość przewodzenia jest proporcjonalna do

pierwiastka kwadratowego

ze

średnicy

włókna

 W przypadku włókien zmielinizowanych prędkość

przewodzenia jest

4-6 razy większa

od średnicy

włókna

 Gdy średnica aksonu jest większa, zwykle też

odległość między przewężeniami Ranviera jest
większa

Średnica włókna

 W przypadku włókien niezmielinizowanych

prędkość przewodzenia jest proporcjonalna do

pierwiastka kwadratowego

ze

średnicy

włókna

 W przypadku włókien zmielinizowanych prędkość

przewodzenia jest

4-6 razy większa

od średnicy

włókna

 Gdy średnica aksonu jest większa, zwykle też

odległość między przewężeniami Ranviera jest
większa



CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ

PRZEPŁYWU POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO

WZDŁUŻ WŁÓKNA





CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ

PRZEPŁYWU POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO

WZDŁUŻ WŁÓKNA



Osłonka mielinowa

 Przewodzenie ma

charakter skokowy

 Taki sposób przewodzenia jest nie tylko

szybszy, ale też energooszczędny - ilość
jonów Na

+

i K

+

migrujących w poprzek błony

jest ok. 100 razy mniejsza niż przy
przewodzeniu ciągłym. A zatem

nakłady

energii na pompę Na

+

/K

+

są też

mniejsze

.

Osłonka mielinowa

 Przewodzenie ma

charakter skokowy

 Taki sposób przewodzenia jest nie tylko

szybszy, ale też energooszczędny - ilość
jonów Na

+

i K

+

migrujących w poprzek błony

jest ok. 100 razy mniejsza niż przy
przewodzeniu ciągłym. A zatem

nakłady

energii na pompę Na

+

/K

+

są też

mniejsze

.



CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ

PRZEPŁYWU POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO

WZDŁUŻ WŁÓKNA





CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ

PRZEPŁYWU POTENCJAŁU CZYNNOŚCIOWEGO

WZDŁUŻ WŁÓKNA



 Odznaczają się złożoną strukturą i

intensywnym metabolizmem

 Drzewko

dendrytyczne

tworzy

najwięk-szy

obszar

recepcyjny

neuronu

 Mogą

syntetyzować

neurotransmittery,

białka

receptorowe oraz substancje re-
gulujące

efektywność

transmisji

synap-tycznej

 Odznaczają się złożoną strukturą i

intensywnym metabolizmem

 Drzewko

dendrytyczne

tworzy

najwięk-szy

obszar

recepcyjny

neuronu

 Mogą

syntetyzować

neurotransmittery,

białka

receptorowe oraz substancje re-
gulujące

efektywność

transmisji

synap-tycznej



DENDRYTY





DENDRYTY



PRAWO DYNAMICZNEJ POLARYZACJI

Dendryty są miejscem odbioru

infor-macji a akson jest miejscem
wytwa-rzania

potencjału

czynnościowego

i

przesyłania

informacji do sąsiedniej komórki.



PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW





PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW



PRAWO LOKALNEGO PRZETWARZANIA

INFORMACJI

Przekazywanie informacji jest
możliwe bez udziału perikarionu.
Informacja może być przekazywana za
pomocą synaps d-d w obrębie jednej
komórki oraz za pomocą synaps d-d i
d-a

między

neuronami

zróżnicowanymi funkcjonalnie.



PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW





PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW



PRAWO WSTECZNEGO PRZEPŁYWU

INFORMACJI

Część informacji elektrycznej

napły-wającej do aksonu powodującej
gene-rację potencjału czynnościowego
może przepłynąć zwrotnie i wywołać
potencjał czynnościowy w dendrycie.
Impuls

przepływający

wstecznie

wpływa na zdolność dendrytów do
odbierania informacji.



PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW





PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW



PRAWO DYNAMICZNEJ KONTROLI

POWSTAWANIA POTENCJAŁU

CZYNNOŚCIOWEGO

W obrębie rozgałęzień dendrytów
jest

kilka

miejsc

zdolnych

do

generowania

potencjału

czynnościowego
Potencjały te odgrywają ważną
rolę

w

miejscowej

regulacji

pobudliwości dendrytów



PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW





PRZEWODZENIE INFORMACJI Z UDZIAŁEM

DENDRYTÓW





KLASYFIKACJA SYNAPS





KLASYFIKACJA

SYNAPS



Wyróżniają

synapsy

chemiczne

i

elektryczne



chemiczne

– transmisja w tych synapsach jest

zawsze jedno-kierunkowa

-

pobudzające

– cechujące się asymetryczną

budową

(błona

postsynaptyczna

jest

grubsza

od

presynaptycznej)

,

szczelina

synaptyczna szerokością

30 nm, pęcherzyki z neurotransmiterem są okrągłe

-

hamujące

– cechujące się symetryczną budową

(błona

postsynaptyczna jest cieńsza od presynaptycznej),

szczelina

synaptyczna

szerokością

20

nm,

pęcherzyki z

neurotransmiterem płaskie

Wyróżniają

synapsy

chemiczne

i

elektryczne



chemiczne

– transmisja w tych synapsach jest

zawsze jedno-kierunkowa

-

pobudzające

– cechujące się asymetryczną

budową

(błona

postsynaptyczna

jest

grubsza

od

presynaptycznej)

,

szczelina

synaptyczna szerokością

30 nm, pęcherzyki z neurotransmiterem są okrągłe

-

hamujące

– cechujące się symetryczną budową

(błona

postsynaptyczna jest cieńsza od presynaptycznej),

szczelina

synaptyczna

szerokością

20

nm,

pęcherzyki z

neurotransmiterem płaskie



KLASYFIKACJA SYNAPS





KLASYFIKACJA

SYNAPS





elektryczne

– szczelina synaptyczna o szerokości 2 nm

– przekazywanie sygnału za pośrednictwem

kompleksu kanałów jonowych, zbudowanych z
dwóch komple

mentarnych części zwanych

konek-sonami

–

przewodzenie

dwukierunkowe

(wyjątek: synapsy elektryczne prostownicze)

– na ogół mają charakter pobudzający

– występują w strukturach ewolucyjnie

starych, w układzie

limbicznym, miedzy

komórkami glejowymi i w siatkówce



elektryczne

– szczelina synaptyczna o szerokości 2 nm

– przekazywanie sygnału za pośrednictwem

kompleksu kanałów jonowych, zbudowanych z
dwóch komple

mentarnych części zwanych

konek-sonami

–

przewodzenie

dwukierunkowe

(wyjątek: synapsy elektryczne prostownicze)

– na ogół mają charakter pobudzający

– występują w strukturach ewolucyjnie

starych, w układzie

limbicznym, miedzy

komórkami glejowymi i w siatkówce



SYNAPSY ELEKTRYCZNE





SYNAPSY ELEKTRYCZNE





W

obrębie

błony

presynaptycznej

znajduje

się

zgrubienie

presynaptyczne

(strefa

aktywna)

zawierające

miejsca

przyłączania

pęcherzyków VAS (synaptopory)



W obrębie błony postsynaptycznej
znajduje

się

gęstość

postsynaptyczna PSD

– miejsce,

które zawiera dużą liczbę receptorów i
kanałów jonowych. W obrębie PSD
neurotransmittery mogą wpływać na
stan kanałów jonowych.



W

obrębie

błony

presynaptycznej

znajduje

się

zgrubienie

presynaptyczne

(strefa

aktywna)

zawierające

miejsca

przyłączania

pęcherzyków VAS (synaptopory)



W obrębie błony postsynaptycznej
znajduje

się

gęstość

postsynaptyczna PSD

– miejsce,

które zawiera dużą liczbę receptorów i
kanałów jonowych. W obrębie PSD
neurotransmittery mogą wpływać na
stan kanałów jonowych.



SYNAPSY CHEMICZNE





SYNAPSY CHEMICZNE





Istnieją

dwie

pule

pęcherzyków

synap-tycznych:



pula szybko ulegająca egzocytozie -

20% wszystkich pęcherzyków



pula

rezerwowa

–

dostarcza

pęcherzyki do puli łatwo ulegającej
egzocytozie

a

mechanizm

tego

zjawiska

zależy

od

fosforylacji

synapsyny w błonie pęcherzyka.



Istnieją

dwie

pule

pęcherzyków

synap-tycznych:



pula szybko ulegająca egzocytozie

-

20% wszystkich pęcherzyków



pula

rezerwowa

–

dostarcza

pęcherzyki do puli łatwo ulegającej
egzocytozie

a

mechanizm

tego

zjawiska

zależy

od

fosforylacji

synapsyny w błonie pęcherzyka.



EGZOCYTOZA





EGZOCYTOZA



Jest to zdolność do zmiany liczby,
rozmiarów i funkcji synaps w
zależności

od

programu

rozwojowego,

intensywności

używania

i

możliwości

regeneracyjnych.
W szerszym znaczeniu pojęcie to
odnosi się do zmian funkcji synaps
wynikających z ich poprzedniej
aktywności.



PLASTYCZNOŚĆ SYNAPTYCZNA





PLASTYCZNOŚĆ SYNAPTYCZNA



Są

to

zjawiska

zachodzące

podczas likwidacji i tworzenia
nowych synaps:



odłączenie synapsy



rozrost aksonu i wyodrębnienie

nowe-go

zakończenia

presynaptycznego



tworzenie

nowego

kontaktu

synaptycz-nego



dojrzewanie synapsy



OBRÓT SYNAPTYCZNY





OBRÓT SYNAPTYCZNY





OBRÓT SYNAPTYCZNY





OBRÓT SYNAPTYCZNY

