C4182 Biochemie
28_Přenos nervového vzruchu
11/26/2013
1
Petr Zbořil

Obsah
•Přenos nervového vzruchu.
•Membránový potenciál
•Úloha kanálků
•Neurotransmitery
•
11/26/2013
Petr Zbořil
2

Nervová buňka
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Obecná struktura
oTělo, dendrity, axon, myelinová pochva – izolace, Ranvierovy zářezy
oRůzné variace
11/26/2013
Footer Text
3

Princip vedení vzruchu
•Změna membránového potenciálu - vzruch
•V rámci neuronu
oNa membráně působením NaK-ATPasy – tabulka – ca 70 mV vně +
oVzruch je tlumen, kompenzace ztrát
•Mezi neurony
ochemicky
•
•
•
•
•
11/26/2013
Footer Text
4
Ion
Concentration Inside
Concentration Outside
Sodium (Na+)
12 mM
145 mM
Potassium (K+)
140 mM
5 mM
Calcium (Ca++)
0.1 μM
2 mM

Vedení vzruchu
•Zesílení signálu
oKompenzace ztrát
oOtvírání potenciálem
ořízených kanálků
oZměny potenciálu
onásledkem pohybu iontů
11/26/2013
Footer Text
5

11/26/2013
Footer Text
6

Vedení vzruchu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Základem vedení vzruchu podél výběžku neuronů je šířící se změna potenciálu na membráně (A). Její
příčinou i následkem je otevírání a uzavírání potenciálem řízených iontových kanálků - časový
průběh na grafu (B).
11/26/2013
Footer Text
7

Vedení vzruchu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Pracovní cyklus kanálku
11/26/2013
Footer Text
8

Vedení vzruchu
•
•
•
•
•
•
•
•
•Struktura Na-kanálku – rozvinuto do plochy
o1 řetězec. 4 transmembránové segmenty po 6 helixech
11/26/2013
Footer Text
9

Vedení vzruchu
•
•
•
•
•
•
•
•
•Struktura K-kanálku– rozvinuto do plochy
o4 řetězce – transmembránové segmenty po 6 helixech
11/26/2013
Footer Text
10

Vedení vzruchu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Funkční schema K-kanálku
11/26/2013
Footer Text
11

Vedení vzruchu
•Ovlivnění kanálků – otvírání a blokace – toxické i léčivé účinky
oNa+ - ovlivní rychlost přenosu vzruchu
oK+ - prodloužení trvání akčního potenciálu (léčení srdečních arytmií)
• - (CH3)4N+, řada léčiv
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Tetrodotoxin – čtverzubci (fugu)
oBlokátor Na+ kanálků
11/26/2013
Footer Text
12

Vedení vzruchu
•Přenos vzruchu mezi dvěma neurony
oje zprostředkován chemickými přenašeči - neurotransmitery
ouvolňovány z presynaptické membrány – otevření Ca-kanálků
ovazbou na chemicky řízený kanálek v postsynaptické membráně způsobí jeho otevření a změnu
membránového potenciálu na postsynaptické membráně.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Schema synapse
11/26/2013
Footer Text
13

Synapse
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Uvolňování neurotransmiteru (např. acetylcholinu)
oFúze membrán veziklu a neuronu
oNeurotransmiter v rezervě
11/26/2013
Footer Text
14

Synapse
•Botulotoxin
oH a L řetězce – disulfidový můstek
oHydrolýza fúzogenních
oproteinů  (L-podjednotka)
ozabrání vylití AC
oOchrnutí svalů
oToxické – léčebné
ovyužití (myorelaxans)
o
•
11/26/2013
Footer Text
15

Synapse
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Model chemicky řízeného kanálku (Na+) v postsynaptické membráně
ovpravo schema jeho otevírání po navázání neurotransmiteru acetylcholinu
11/26/2013
Footer Text
16

Synapse
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Vznik akčního potenciálu v postsynaptické membráně následkem otevření Na+ kanálku po navázání
acetylcholinu.
•
11/26/2013
Footer Text
17

Synapse
11/26/2013
Footer Text
18

Synapse
11/26/2013
Footer Text
19
•Uzavření kanálu – hydrolýza acetylcholinu
•
•
•
•
•
•             Sarin    Tabun
•
•Cholinesterasa
ojako serinová hydrolasa je inhibována organofosfáty
oNásledek inhibice – paralýza nervové činnosti – BChL, pesticidy
•

Synapse
•
•
•
•
•
•
•Tubokurarin
ozabraňuje depolarizaci postsynaptické membrány – ochrnutí.
oSvalová relaxace při operacích, antagonista AC receptorů (nikotinového typu)
•(CH3)3N+-(CH2)10-N+(CH3)3
oDekamethonium (jodid) – permanentní depolarizace – otevřený kanál
•
11/26/2013
Footer Text
20

Synapse
•
•Další neurotransmitery
•
•Adrenalin, serotonin, GABA aj., typicky aminy
oGly – strychnin blokuje receptorové retardéry – antagonismus s barbituráty
•
•Další látky interagující s receptory – alkaloidy, drogy
•
11/26/2013
Footer Text
21

•
•
•
•DĚkuji za pozornost
11/26/2013
Footer Text
22