Fizjologia

Budowa i funkcje komórek nerwowych

Komórki nerwowe – neurony

w organizmie człowieka – około 30 mld

w większości skupione w

ośrodkowym układzie nerwowym

podstawowa funkcja – przekazywanie informacji

w postaci impulsów nerwowych

Fizjologia

Neurony są dość mocno zróżnicowane pomiędzy sobą

- morfologicznie i funkcjonalnie

Ciało neuronu – 4 – 150 µm

zasadnicze miejsce metabolizmu

Akson – najdłuższe mogą sięgać 1,2 m

( występują w jądrach ruchowych pnia mózgu

i rdzenia kręgowego – w nerwach czaszkowych

do mięśni szkieletowych)

Fizjologia

Neurony są dość mocno zróżnicowane pomiędzy sobą

- morfologicznie i funkcjonalnie

gałąź oboczna aksony

neuron pośredniczący – krótki akson, rozgałęziony w pobliżu ciała neuron

Fizjologia

Neurony nie są samotne

oligodendrocyt

astrocyt – pośrednik z

naczyniem włosowatym

Fizjologia

Bodziec

Potencjał czynnościowy

Gwałtowny napływ Na+

do wnętrza komórki

Miejscowe wyrównanie

różnicy potencjałów

zew/wew komórki

Fizjologia

Bodziec

Potencjał czynnościowy

Depolaryzacja błony komórkowej

Gwałtowny napływ Na+

do wnętrza komórki

Miejscowe wyrównanie

różnicy potencjałów

zew/wew komórki

Przesunięcie się

miejscowej depolaryzacji

wzdłuż komórki (aksonu)

Fizjologia

Depolaryzacja błony komórkowej

Przesunięcie się

miejscowej depolaryzacji

wzdłuż komórki (aksonu)

Fizjologia

Depolaryzacja błony komórkowej

Fizjologia

Bodziec

Potencjał czynnościowy

Depolaryzacja błony komórkowej

Gwałtowny napływ Na+

do wnętrza komórki

Miejscowe wyrównanie

różnicy potencjałów

zew/wew komórki

Przesunięcie się

miejscowej depolaryzacji

wzdłuż komórki (aksonu)

Impuls nerwowy

synapsa – sygnał elektryczny na sygnał chemiczny

Fizjologia

15-50 nm (śr. 20 nm)

synapsa – sygnał elektryczny na sygnał chemiczny

Fizjologia

transmitery – chemiczne depolaryzatory błony

Fizjologia

acetylocholina – receptor cholinergiczny

dopamina – działanie na receptory D1 i D2 aktywując cyklazę adeninową

adrenalina, noradrenalina – działanie na receptory adrenergiczne

serotonina – 5HT1 i 5HT2

gamma-aminmasłowy GABA – podstawowy transmiter hamujący

Fizjologia

Fizjologia

mięśnie poprzecznie prążkowane

Fizjologia

Sarkomer - podstawowa jednostka czynnościowa mięśnia poprzecznie prążkowanego

(2,5 mikrometra)

Pojedyncza komórka mięśni prążkowanych może zawierać do 100 000 sarkomerów

Przyjmuje się, że sarkomer leży pomiędzy liniami Z, które regularnie powtarzają się w

mięśniu. Linie te są w istocie cienkimi błonami oddzielającymi jedne sarkomery od drugich

Fizjologia

Sakromer jest w kompleksem kilkunastu białek, które tworzą dwa podstawowe

filamenty:

- filamenty grube, składające się z miozyny i tityny

- filamenty cienkie, składające się z aktyny, troponiny i tropomiozyny

Wzajemne oddziaływania między obu typami filamentów, pod wpływem jonów

wapnia powodują skurcz sarkomerów i co za tym idzie również skurcz całych

mięśni

Fizjologia

Schemat skórczu mięśnia

Fizjologia

Fazy skórczu mięśnia

FizjologiaMięśnie gładkie – brak jednostek kurczliwych w postaci sarkomerów

Wnętrze komórki mięśniowej gładkiej jest wypełnione przez nitki

kurczliwe ułożone równolegle i biegnące wzdłuż długiej osi komórki

Kalmodulina występującą w cytoplazmie łączy się z napływającymi

jonami wapnia i aktywuje własności enzymatyczne jednego z łańcuchów

lekkich w głowie cząsteczki miozynu

-wielojednostkowe mięśnie gładkie

(ściany naczyń krwionośnych)

- trzewne mięśnie gładkie

(warstwy lub pierścienie równolegle

ułożonych komórek –

skórcze lub/i zmiany napięcia

Fizjologia

Mięśnie gładkie kurczą się pod wpływem:

1. Samoistnego pobudzenia – występuje rytmicznie niektórych komórkach

trzewnych m. gładkich – rola rozrusznika dla innych komórek

2. Czynnika miejscowego – mechanicznego lub chemicznego działającego

bezpośrednio na komórki – rozciąganie mięśnia, zmiana pH, wzrost ilości

CO2

3. Związków chemicznych wytworzonych w odległych tkankach – kontrola

humoralna (hormony rdzenia nadnerczy)

4. Związków chemicznych wydzielanych z aksonów neuronów należących

do układu autonomicznego – antagonistyczne działanie układu

współczulnego (noradrenalina) i przywspółczulnego (acetylocholina)

FizjologiaMięsień sercowy

Dwa mięśnie – mięsień przedsionków i mięsień komór

odgrodzone od siebie pierścieniami włóknistymi

Budowa przypominająca mięsień poprzecznie prążkowany szkieletowy,

jednak czynnościowo zbliżony do mięśni gładkich

komórki – kardiomiocyty –

odpowiedź skórczem maksymalnym

„wszystko albo nic”

Fizjologia

Fizjologia

Proces widzenia

Bez względu na różnice w budowie oka

różnych organizmów, aby światło zostało

„zarejestrowane”

musi oddziaływać z fotoreceptorami

Rogówka

Soczewka

Źrenica

Tęczówka

Twardówka

Ciałko rzęskowe

Nerw wzrokowy

Plamka

żółta

Naczyniówka

Siatkówka

Fizjologia

Cukrzyca

Fizjologia

Fizjologia

Pręciki Czopki

Czopki

- widzenie

barwne

Pręciki

- widzenie „szare”

(po zmroku)

Fizjologia

Fizjologia

Fizjologia

FizjologiaCharakterystyczną własnością fotoreceptorów jest przesunięcie

widma absorpcji w zależności od połączonego z chromoforem

białka

Położenie pasma absorpcyjnego zależy od:

1. położenia naładowanych grup w otoczeniu wiązań

sprzężonych

2. oddziaływań chromoforu z silnie polarnymi grupami lipidowo-

białkowymi

Retinal1 ---------- rodopsyna

Retinal2 ---------- porfiropsyna

Retinal3 ---------- ksantopsyna

Retinal4 ---------- X

Fizjologia

Widzenie barwne

XIXw P.Helmholtz –

trójchromatyczna teoria widzenia

czerwień, zieleń, błękit

(trzy niezależne receptory)

Przełom 1987

izolacja barwników odpowiedzialnych za

widzenie barwne

Fizjologia

Czerwony – dwie odmiany - 564 nm

- 552 nm

Fizjologia

Wszystkie barwniki zawierają identyczny 11-cis-retinal

Różnice w łańcuchu białkowym

Fizjologia

Siatkówka ludzka Siatkówka kocia

Fizjologia

DALTONIZM

dwubarwność

Wada spowodowana wymianą części genu na

chromosomie X

Fizjologia

Proces widzenia1. Absorpcja fotonu przez 11-cis-retinal

2. Izomeryczne przejście z formy cis w trans

200 ms

3. Energia zmagazynowana w formie trans „zostaje” wykorzystana do inicjacji

sygnału.

4. Gwałtowne uwalnianie Ca2+

5. Zmiana polaryzacji błony

6. Wzbudzenie komórki nerwowej

Fizjologia