Biológia | Tanulmányok, esszék » Szinapszisok osztályozása

Szinapszisok osztályozása Transzmittert tartalmazó vezikula Na csatorna Helyi áramkör Ca csatorna Na+ PRESZINAPTIKUS POSZTSZINAPTIKUS Gap junction csatorna Ca++ PRESZINAPTIKUS Transzmitterfüggő csatorna POSZTSZINAPTIKUS • Elektromos szinapszisok • Kémiai szinapszisok • Vegyes szinapszisok (efapszis) A transmitter Ca-indukált exocitózisa Szinaptikus rés Elektromos szinapszisok felépítése gap junction nyitva zárva szabályozás – pH csökkenés  zár – [Ca2+]i növekedés  zár • connexon csatornák – 6 connexin molekula I left (μA) +20 0 0 -0.2 -20 +20 0 -20 I right (μA) – mindkét irányban vezeti az információt – a potenciálváltozás „gyengített” formában terjed – „időveszteség nélküli” információtovábbítás +20 0 V right (mV) • elektrotónusos potenciálváltozás +0.2 V left (mV) Elektromos szinapszisok jellemzői I. • kis molekulák is átjutnak 0 20 40 idő (ms) LEFT

AXON 60 80 +0.2 00 -0.2 0 20 40 60 idő (ms) RIGHT AXON 80 – kationok az egyik, míg anionok a másik irányba tudnak mozogni – a depolarizáció csak megadott irányban halad +1 0 -1 +25 +10 0 -10 0 -25 +25 +10 0 -10 0 -25 I post (μA) • speciális esetben képes „egyenirányítani” V post (mV) V pre (mV) I pre (μA) Elektromos szinapszisok jellemzői II. 0 10 20 30 idő (ms) POST PRE +1 0 -1 40 0 10 20 30 idő (ms) POST PRE 40 Kémiai szinapszisok felépítése Receptor Akciós potenciál Posztszinaptikus sejt neurotranszmitter Preszinaptikus idegvégződés • ionotróp receptorok – ligand vezérelt ioncsatornák • metabotróp receptorok – elsősorban moduláló szerep – pre-szinaptikus lokalizáció is gyakori Szinaptikus rés Szinaptikus áttevődés lépései Transzmittert tartalmazó vezikula • AP a pre-szinaptikus neuronon • feszültségfüggő kalciumcsatornák megnyílása • [Ca2+]i megemelkedése •

neurotranszmittert tartalmazó vezikulák migrációja és fúziója • neurotranszmitter felszabadulás • neurotranszmitter diffúziója a szinaptikus résben • neurotranszmitter kötődése a posztszinaptikus sejten található receptorhoz • poszt-szinaptikus sejt permeabilitásának (membránpotenciáljának) megváltozása Ca csatorna Ca++ PRESZINAPTIKUS A transzmitter Ca-indukált exocitózisa Transzmitter-függő csatorna Szinaptikus rés POSZTSZINAPTIKUS Egy speciális kémiai szinapszis a neuro-muszkuláris junkció (NMJ) felépítése I. Izomrost Idegvégződés Schwann sejt Mag Axon Izomrost felszíne Junkcionális befűződés Szinaptikus vezikula Preszinaptikus membrán A M Szinaptikus rés AChE molekulákkal (o) egy fibrózus mátrixban ACh receptorok a posztszinaptikus membránban Mielinhüvelyes axon Egy speciális kémiai szinapszis a NMJ felépítése II. S • A - axon (skála = 500 nm) – szinaptikus vezikulák • M - vázizomrost •

S - Schwann sejt •  - aktív zóna M A Ionotróp receptor a NMJ-ban a nikotin-típusú acetilkolin receptor (nAchR) Acetilkolin kötőhely 0 • alegység-felépítés 5 • nem-szelektív kationcsatorna – 2 α (Ach kötőhely), β, γ, δ 10 nm – nagy átmérőjű pórus – elektro-kémiai grádiens miatt elsősorban Na+ beáramlás – depolarizáció • a véglemez áram (EPC) reverzál (megfordulási) potenciálja 0 mV • a véglemez potenciál (EPP) az EPC által létrehozott elektrotónusos membránpotenciál-változás • mint elektrotónusra jellemző, hogy – dekrementtel terjed – összegződhet – nincs refrakter-periódusa – EM (mV) Elektromos történések a NMJ-ban az EPC és az EPP 0 -100 inger +38 mV 250 Iep (nA) 0 -250 -120 mV Béka véglemez -500 0 2 4 Az inger után eltelt idő (ms) 6 8 Elektromos történések a NMJ-ban az EPC és az EPP • a véglemez áram (EPC) reverzál (megfordulási) potenciálja 0 mV •

a véglemez potenciál (EPP) az EPC által létrehozott elektrotónusos membránpotenciál-változás • mint elektrotónusra jellemző, hogy – dekrementtel terjed – összegződhet – nincs refrakter-periódusa – e.pp 5 mV e.pc 0 4 idő (ms) 100 nA 8 Elektromos történések a NMJ-ban az EPC és az EPP Inger – dekrementtel terjed – összegződhet – nincs refrakter-periódusa – 1 2 3 4 mm 10 mV I 0 mm Posztszinaptikus potenciál • a véglemez áram (EPC) reverzál (megfordulási) potenciálja 0 mV • a véglemez potenciál (EPP) az EPC által létrehozott elektrotónusos membránpotenciál-változás • mint elektrotónusra jellemző, hogy EM 1 mm 2 mm 3 mm 4 mm 0 10 20 Az inger után eltelt idő (ms) 30 A NMJ inger-áttevődését módosító anyagok Kontroll Millivolt +60 + Eserine 2 mV +40 +20 e.pp 0 -20 -40 -60 -80 A -100 0 B 15 30 45 idő (ms) e.pc 100 nA C 60 75 A. d-tubocurain jelenlétében B. normál eset 

fiziológiás biztonsági faktor C. butulinum toxin • toxinok, szerves vegyületek 0 5 idő (ms) d-tubocurain jelenlétében • az extracelluláris tér ionösszetétele 10 A NMJ inger-áttevődését módosító anyagok Stimulus EM 10 0.5 7 5 Átlagos epp (mV) 2 6 Átlagos epp (mV) 4 mM Mg2+ 3 0.5 7 2 4 5 4 3 2 1.0 0.7 0.5 0.3 2 0.2 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.2 0.1 Extracelluláris kalciumkoncentráció (mM) • toxinok, szerves vegyületek • az extracelluláris tér ionösszetétele 0.4 0.3 0.7 0.5 1.0 A NMJ farmakológiája Ach felszabadulás fokoz • magas [Ca2+]e gátol • botulinum toxin • magas [Mg2+]e Ach eltávolítás fokoz gátol • eserin (fizostigmin) • peszticidek, harci gázok nAchR megnyílás fokoz • nikotin • karbakol gátol • d-tubocurarin • α-bungarotoxin