Vozbuzhdayuschie_i_tormoznye_sinapsy (1128387)
Текст из файла
3 Возбуждающие и тормозныесинапсыАлексей Семьянов3.1 Биофизика и фармакологиясинаптических токовПостсинаптические потенциалыПостсинаптические потенциалы• Различаются по амплитуде• Могут быть деполяризующимиили гиперполяризующими• Не регенерируют и неперемещаются вдольмембраны как потенциалдействияСпециальный случай:шунтирующийпостсинаптический ответ(потенциал реверсии тока равенпотенциалу мембраны)3Быстрые и медленные постсинаптические ответы1979 годДжон Эклс в соавторстве с супругами Мак-Гир предложил называтьэффекты классических быстрых медиаторов ионотропнымипоскольку они воздействуют на ионные каналы на постсинаптическоймембране, а медленные эффекты - метаботропными, предполагая,что они требуют вовлечения метаболических процессов внутрипостсинаптического нейрона.4Ионотропные рецепторы5Метаботропные рецепторы6Возбуждение и торможение• Возбуждающее событие – событие, повышающеевероятность возникновения потенциала действияВПСТ, возбуждающий постсинаптический ток, повышаетвероятность возникновения тока действия в постсинаптическойклетке.
ВПСТ, как правило, деполяризующий.• Тормозное событие – событие, снижающее вероятностьвозникновения потенциала действияТПСТ, тормозный постсинаптический ток, снижает вероятностьвозникновения тока действия в постсинаптической клетке. ТПСТможет быть как гиперполяризующим, так и деполяризующим(шунтирующим).7Что делает событие возбуждающим или тормозным?Потенциал покоя мембраны (Vm)Потенциал реверсии ионного тока (Erev) – определяет направление токаПорог генерации потенциала действия (T)Erev-60 мВTTVmVmTErevVmVrevДеполяризующийпотенциал(возбуждающий)Гиперполяризующийпотенциал(тормозный)Шунтирующий ответпотенциал действияне возникает,но проводимостьмембраны увеличивается(тормозный)8Summation of conductanceШунтированиеGm = 1/Rm – проводимость мембраны в покоеVsyn=Isyn/Gm - возбуждающий синаптический потенциалШунтирующий ответ GS увеличивает проводимость мембраныЕсли добавлена шунтирующая проводимость, по закону Омадеполяризация мембраны будет меньше в ответ на возбуждающийсинаптический токVsyn=Isyn/(Gm + Gs)Таким образом, шунтирующий ответ тормозный10Capacitors in Parallel Add Their ValuesMembrane Behavior Compared with an Electrical CurrentIC=C*dV/dtIR=V/RIm=IC+IRКонстанта затухания13Потенциал реверсии синаптического токаПотенциал реверсии тока быть измерен в постсинаптическойклетке при использовании метода “фиксации потенциала”Потенциал реверсии в каждом случае определяется ионнойселективностью каналов, открываемых нейропередатчиком14Патч клампВарианты патч клампа1.Присоединенная клетка –патч пипетка не имеетдоступа к внутриклеточномусодержимому.Возможен переход к inside-outконфигурации патча.2.Целая клетка – содержимоеклетки заменяетсявнутрипипеточнымраствором.
Возможенпереход к outside-outконфигурации патча.3.Перфорированная клетка –комбинация 1 и 2. Отверстияв мембране делаются спомощью антибиотиков.Возможны записи токов, какодиночных ионных каналов, так и ихсуммарной активности15Стохастический процесс открывания ионных каналовСтимул увеличивает вероятность открытия ионных каналов, как это происходит вслучае постсинаптического потенциала.В режиме целая клетка регистрируется постсинаптический потенциал каквременная суммация открытых состояний ионных каналов.16Потенциал реверсии: вольтамперная характеристикаМетод:Потенциал на клеточноймембране фиксируетсяна разных уровнях.Синаптический токизмеряется в ответ напресинаптическуюстимуляциюПотенциал реверсии –потенциал фиксации накотором синаптическийток меняетнаправление.17Потенциал реверсии зависит от ионной проводимостиУравнение Нернста Erev= (RT/zF)ln ([ion]out /[ion]in)где R= газовая постояннаяT= абсолютная температураz= валентность ионаF= постоянная ФарадеяДля 37оС получаем E i rev= 68 log ([ion]out /[ion]in )Для 20оС получаем E i rev= 58 log ([ion]out /[ion]in )E i rev для Na+ при 20 оС = 58log [140 мМ]/[7 мМ]= + 75 мВПоскольку потенциал покоя нейрона негативный (-60 мВ), то токопосредованный ионами Na+ будет деполяризующимОдин и тот же ионный канал может обладать проводимостью кнескольким ионам18Уравнение Гольдмана-Ходжкина-КацаR- универсальная газовая постояннаяF- константа ФарадеяP-относительные проводимости ионов19Термины нейрофармакологии•Лиганд – вещество, которое связывается с рецептором (агонисты иантагонисты)•Агонист – вещество, которое повышает вероятность открытия ионногоканала рецептора (нейропередатчики – агонисты постсинаптичекихрецепторов).•Антагонист – вещество которое снижает вероятность открытияионного канала•Аллостерический модулятор – вещество которое изменяет эффектсвязывания агониста (эндогенные модуляторы влияют насинаптическую передачу)•Аффинность – чувствительность рецептора к агонисту (синаптическиерецепторы имеют низкую аффинность чтобы не реагировать на«фоновый» нейропередатчик)•Десенситизация – потеря способности рецептора отвечать напостоянно присутствующий агонист (играет важную роль в окончаниисинаптического события)•Инактивация – переход рецептора в неактивное состояние20Кинетическая модельR - рецептор,GluR – рецептор связанный с одной молекулой глутамата (агониста)Glu2R – рецептор связанный с 2-мя молекулами агонистаGlu2R* - открытое состояниеGluRD, Glu2RD, и Glu2R*D три десенситизированных состоянияк – константы соответствующих переходов213.2 ГлутаматергическиесинапсыРецепторы глутамата• Ионотропные– AMPA (преимущественно Na+/K+ проводимость)– Каинатные (Na+/K+ и иногда Ca2+ проводимость)– NMDA (Na+/K+ и значительная Ca2+ проводимость) – потенциалзависимые• Метаботропные– mGluR группы I, II и IIIИграют функционально различную рольМогут быть мишенью для лекарственных препаратов23Метаботропные рецепторы глутаматаСвязаны с G-белком (G-protein-coupled receptors, or GPCRs)Располагаются на пре- и постсинаптическом участке24Ионотропные рецепторы глутамата25AMPA рецепторыОсновные рецепторыглутаматергическойсинаптическойпередачиПроводимостьодиночного канала~8пС g = I/(Vm-Erev)Na+ и K+ проводимостьесли присутствуетнемодифицированнаяGluR2 субъединица топроводимость дляCa2+Быстрая десенситизацияВольтамперная характеристика – ВАХ26Каинатные рецепторыСостоят из 5 типов субъединицGluR5,6,7, KA1, KA2функциональны гомомеры GluR5 иGluR6Гетеромеры KA2 с GluR5 или GluR6Рецепторы быстродесенситизируются (но вероятноне все)Субклеточное распределение можетотличаться от AMPA (возможно,преимущественновнесинаптические рецепторы)Линейная ВАХВозможен метаботропный эффект27NMDA рецептор: самый интересный рецептор?Потенциал и хемочувствительный –нужны 2 события для активацииNMDA рецептор – тетраметрсостоящий из 2 NR1 субъединиц и2 NR2 субъединицCa2+ проводимость28NMDA рецепторNMDA рецепторКанал блокирован ионами Mg2+ при потенциалепокоя.Деполяризация убирает Mg2+ блокПомимо глутамата требует глицин как ко-агонистИмеет очень медленную кинетику.Обладает более высокой аффинностью, чемAMPA, каинатные или mGluR рецепторы.293.3 ГАМКергические синапсыГАМКергические синапсы имеют много общего сглутаматергическими31Разнообразие ГАМКергических нейронов в ЦНС32Классификация и свойства ГАМК рецепторовГАМКА и ГАМКС – ионотропные рецепторы ГАМКГАМКБ – метаботропные рецепторы ГАМКГАМКА и ГАМКС рецепторыкак правило гиперполяризующиедеполяризующие в случае, если потенциал постсинаптическогонейрона более отрицательный, чем потенциал реверсии для Cl- вклетке (в процессе развития мозга)33Метаботропные рецепторы ГАМКПресинаптическая функция:снижение высвобождениянейропередатчикаПостсинаптическая функция:Медленный K+ток(гиперполяризующий)Поскольку требуется активациякаскадов вовлекающих Gбелки: Большая задержка(20-50 мсек), медленнаяначальная фаза и фазазатухания (400-13000 мсек)34Быстрая ГАМКергическая передача35ГАМКА рецепторы состоят из 5 субъединицНасчитывается больше 20генов кодирующихсубъединицы ГАМКАрецептора36Быстрые ТПСТ опосредованы хлорной проводимостью37Возбуждающий и тормозный эффекты ГАМКАГлутаматные синапсы (основные возбуждающие синапсы мозга)возникают после ГАМКергических.
В этот период ГАМК опосредуетпередачу возбуждения, тогда как торможение осуществляется за счетшунтирующего эффекта внесинаптических ГАМК рецепторов.развивающийсянейронвзрослый нейронEГАМКT-60 мВVmEГАМКTVrevEГАМКTVmшунтирующееторможение38Изменение градиентов для Cl- в процессе развитияСдвиг в относительной экспрессии Cl- транспортеровСначала экспрессируется Na+-K+-2Cl- котранспортер (NKCC 1),увеличивает [Cl-]i - ГАМК эффекты деполяризующиеПотом экспрессируется K+-Cl- котранспортер (KCC2) снижающий [Cl-]i –ГАМК эффекты гиперполяризующие39Энергия для транспортаТранспортеры в отличие от насосов не требуют энергии АТФ. Онииспользуют энергию градиентов других ионов, потому и могутпереносить тот или иной ион против градиента.Используется градиент Na+ и K+Типы транспорт: симпорт и антипорт403.4 СинаптическаяпластичностьСинаптическая пластичностьПравило Хебба (1948)“Когда аксон клетки А достаточно близко, чтобы возбудить клеткуБ, или постоянно разряжается, происходит процесс роста илиметаболические изменения в одной или обоих клетках так, чтоэффективность клетки А, как клетки возбуждающей Вувеличивается”Только в начале 70х Блис и Ломо привели экспериментальноедоказательство этого принципа – долговременнаясинаптическая потенциация42Типы синаптической пластичностиКратковременная пластичность (секунды - минуты)• посттетаническая потенциация• парная фасилитация• парная депрессияДолговременная пластичность (часы и дни)Long term potentiation (LTP)• NMDA рецептор зависимая долговременная потенциация (LTP)• NMDA рецептор независимая LTP• Ca2+ чувствительная аденилатциклаза зависимая LTP•Long term depression (LTD)NMDA рецептор зависимая долговременная депрессия (LTD)Гомосинаптическая пластичностьВозникает в активированных синапсах как результат их собственнойактивацииГетеросинаптическая пластичностьПластичность возникает в других синапсах43LTP может быть получена в срезе гиппокампаМетод записи полевых потенциалов и электрическая стимуляцияКлетки гиппокампа образуют слои44LTP как изменение внеклеточного полевого потенциалаКлассическийэксперимент1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
