Taugafruman_kafli 2_2_2024.pptx PDF

Kafli 2 Bygging og virkni fruma í taugakerfinu Structure and Functions of Cells of the Nervous System 2.2 Samskipti innan taugafrumu (Communication within a neuron) Carlson, N. R. (2021). Physiology of Behavior (13th Ed.). Boston: Pearson Education Limited Inga María Ólafsdóttir...

Kafli 2 Bygging og virkni fruma í taugakerfinu Structure and Functions of Cells of the Nervous System 2.2 Samskipti innan taugafrumu (Communication within a neuron) Carlson, N. R. (2021). Physiology of Behavior (13th Ed.). Boston: Pearson Education Limited Inga María Ólafsdóttir Líffræði og atferli Í síðasta tíma: Griplur Endahnappar Mýelínslíður Frumubolur Taugasími Leið boðspennu Í síðasta tíma: Griplunabbar Kjarni Umfrymi Gripla Frumuhimna Örpíplur Hvatberar Mýelínslíður Samskipti innan taugafrumu - Yfirlit Helstu þættir einfalds samdráttarviðbrags (withdrawal reflex) Skyntaugafruma (Sensory neuron) Hreyfitaugafruma (Motor neuron) Millitaugafruma (Interneuron) Hömlun samdráttarviðbragðs Boð frá taugafrumum í heila koma í veg fyrir samdráttarviðbragð með því að draga úr virkni hreyfitaugafrumu Samdráttarviðbragð Hlutverk hömlunar Rafspenna taugasíma Himnuspenna (Membrane potential) Rafhleðsla (electrical charge) í frumuhimnu Munur á rafspennu (electrical potential) fyrir utan og innan frumuhimnu Hvíldarspenna (Resting potential) Himnuspenna í taugafrumu þegar ekki er verið að hafa áhrif á hana með örvandi eða hamlandi boðum Almennt um -70 mV Afskautun (Depolarization) Minnkun (að núlli) á himnuspennu Ofskautun (Hyperpolarized) Aukning á himnuspennu frumunnar miðað við hvíldarspennu Boðspenna (Action potential) Stutt rafboð (electrical impulse) sem mynda grunninn fyrir rafleiðni (conduction) upplýsinga eftir símanum Boðspennuþröskuldur (Threshold of excitation) Það gildi sem himnuspenna verður að ná til að framkalla boðspennu Boðspenna Himnuspenna (Membrane potential) Óvirkir kraftar (passive forces) hafa áhrif á hvíldarspennu Dreifing (Diffusion) Náttúrulegar hreyfingar sameinda frá svæðum með háan styrk efnis til svæða með lágan styrk Jón (Ion) Hlaðin sameind Katjónir (cations) eru með jákvæða hleðslu Anjónir (anions) eru með neikvæða hleðslu Rafstöðuþrýstingur (Electrostatic pressure) Rafstöðuþrýstingur (Electrostatic pressure) Jónir með andstæða hleðslu laðast hver að annarri Jónir með sambærilega hleðslu ýtast hver frá annarri Himnuspenna (Membrane potential) Himnuspenna er jafnvægi milli tveggja krafta Innanfrumuvökvi (Intracellular fluid) hefur meira af: Lífrænum jónum með neikvæða hleðslu (anions) A- Kalíumjónum (Potassium Ions) K+ Utanfrumuvökvi (Extracellular fluid) hefur meira af: Klórjónum (Chloride Ions) Cl- Natríumjónum (Sodium ions) Na+ Stýring himnuspennu Stýring himnuspennu Lífrænar jónir A- (Organic anions) Eru innan frumunnar Komast ekki í gegnum frumuhimnuna Kalíum jónir (Potassium Ions) K+ Eru í mestu magni innan frumunnar Ýtast út fyrir krafta dreifingar Ýtast inn aftur fyrir krafta rafstöðuþrýstings => jafnvægi og jónirnar haldast á sínum stað Stýring himnuspennu Klórjónir (Chloride Ions) Cl- Eru í mestu magni utan frumunnar Ýtast inn fyrir krafta dreifingar Ýtast út fyrir krafta rafstöðuþrýstings => jafnvægi og jónirnar haldast á sínum stað Natríumjónir (Sodium ions) Na+ Eru í mestu magni utan frumunnar Ýtast inn fyrir krafta dreifingar Ýtist EKKI út aftur fyrir krafta rafstöðuþrýstings - > þarf virkan Natríum-Kalíum flutning Natríum-kalíum flutningur Boðspenna (Action potential) Verður þegar fruma afskautast (depolarizes) að boðspennuþröskuldi (threshold of excitation) Byggir að stórum hluta á hreyfingum Na+ og K+ jóna í gegn um sérstakar holur á frumuhimnunni sem kallast jónagöng Jónagöng (Ion channels) Sérhæfðar próteinsameindir sem hleypa jónum í gegn Spennuháð jónagöng (Voltage-dependent ion channels) Jónagöng sem opnast og lokast í samræmi við gildi himnuspennu Jónagöng Mynd 2.21 Hreyfingar jóna við boðspennu Mynd 2.21 Hreyfingar jóna við boðspennu (skýring) 1. Natríumgöng opnast um leið og boðspennuþröskuldi er ná. Þá streymir Na+ inn fyrir krafta dreifingar og rafstöðuþrýstings. Minnkun á himnuspennu kemur opnuninni af stað, þ.e. afskautun verður þar til boðspennuþröskuldi er náð. Flæði Na+ jóna inn í frumuna breytir himnuspennu úr -70 mV í +40 mV. 2. Á himnu frumusímans eru spennuháð göng sem hleypa K+ jónum í gegn. Þau eru einnig háð himnuspennunni, en eru ekki eins næm og Na+ göngin og opnast því seinna en Na+ göngin, eða við hærri himnuspennu. 3. Þegar himnuspennan nær hámarki (eftir um 1 msec) lokast Na+ göngin og flæði Na+ jóna inn í frumuna hættir. Mynd 2.21 Hreyfingar jóna við boðspennu (skýring) 4. K+ göngin eru opin á þessum tíma og hleypa K+ jónum út úr frumunni. Hleðslan inni í frumunni er jákvæð og því flyst K+ út úr frumunni fyrir krafta dreifingar og rafstöðuþrýstings. Flæði jákvæðra jóna út úr frumunni veldur því að himnuspennan nær fljótt janfvægi. Við það lokast K+ göngin aftur. 5. Þegar himnuspennan verður aftur eðlileg þá núllstillast Na+ göngin svo ný boðspenna geti hafist. 6. Himnuspennan verður þó of lág um tíma (fer undir -70mV) en svo nær natríum-kalíum flutningsdælan að jafna Na+ og K+ innan sem utan frumu. Gegndræpi (Permeability) Leiðni (Conduction) boðspennu Allt eða ekkert lögmál (All-or-None Law) Lögmál sem segir að þegar boðspenna á annað borð byrjar heldur hún áfram af sama krafti allt fram til endahnappa (terminal buttons) Hraðalögmál (Rate Law) Lögmál sem segir að breytileiki í ákafa áreitis eða annarra upplýsinga sem berast inn í síma komi fram í tíðni rafboða um símann Stökkleiðni (Saltatory conduction) Leiðni boðspennu á mýldum símum (myelinated axons) Boðspennan virðist hoppa frá einu mýlisskori (node of Ranvier) til annars