sem III Neuronauka.doc

Wykład 1

•         Opona twarda - Opona twarda jest zbudowana ze zbitej tkanki łącznej, w której wyróżnić można dwie blaszki: zewnętrzną i wewnętrzną.

•         Pajęczynówka - Pajęczynówka otacza oponę miękką, między nimi znajduje się przestrzeń podpajęczynówkowa wypełniona płynem mózgowo-rdzeniowym. Obie opony są połączone delikatnymi pasemkami tkanki łącznej, tworząc w ten sposób system szczelin. Zarówno naczyniówka jak i pajęczynówka pełnią (jako jedyne) funkcje odżywcze w stosunku do struktur nerwowych, a poza tym tworzą układ krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego.

•         Opona miękka - naczyniówka jest bardzo silnie unaczyniona, wnika we wszystkie zagłębienia i bruzdy mózgu, móżdżku, a także wnika do komór mózgu, gdzie tworzy sploty naczyniówkowe (biorące udział w produkcji płynu mózgowo-rdzeniowego).

•         Płyn mózgowo-rdzeniowy - bezbarwna ciecz wypełniająca komory mózgu i przestrzeń podpajęczynówkową (opony mózgowo-rdzeniowe) mózgu i rdzenia. Jego skład jest zbliżony do osocza krwi. Płyn chroni ośrodkowy układ nerwowy przed urazami mechanicznymi np. amortyzuje wstrząsy. Mózg unosi się w tym płynie. Wodogłowie powstaje na skutek zablokowania przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego

•         Bariera krew-mózg - naturalna ochrona, utrudniająca przedostawanie się szkodliwych substancji z krwi do mózgu. Pod względem anatomicznym zbudowana jest ze śródbłonka naczyń krwionośnych i tkanki glejowej, znajdujących się w ośrodkowym układzie nerwowym. Przez barierę krew-mózg łatwo przechodzą produkty odżywcze, tlen i dwutlenek węgla, natomiast przenikanie innych substancji (także niektórych leków i hormonów) z krwi do komórek nerwowych jest w mniejszym lub większym stopniu utrudnione.

Masa mózgu  (w gramach)

•         Dorosły człowiek                 1300

•         Noworodek                            400

•         Wieloryb                              7800

•         Delfin                                   1500

•         Hipopotam                             580

•         Kot                                          30

•         Żółw                                           1

Obwodowy układ nerwowy

•         Nerwy czaszkowe - 12 par (Nerw wzrokowy należy do układu centralnego)

•         Nerwy rdzeniowe - 31 par

•         Funkcje somatyczne i autonomiczne

Komórki układu nerwowego

•         NEURONY - podstawowe morfologiczne i czynnościowe komórki układu nerwowego, złożone z bańkowatego ciałka komórki i odchodzących od niego drzewkowatych wypustek (dendrytów) oraz pojedynczego neurytu (aksonu), przystosowana do wytwarzania, przetwarzania i przewodzenia (na drodze dendryt–akson) impulsów nerwowych; komórka nerwowa, neurocyt.

•         Komórki pobudliwe elektrycznie

Podział anatomiczny

•         Neurony projekcyjne (aksony wychodzą ze struktury, w której jest ciało komórki)

•         Interneurony - neurony pośredniczące, neurony wstawkowe, interneurony, neurony, zwykle o krótkich aksonach i charakterze hamującym ,przekazujące informację między dwoma innymi neuronami.

•         GLEJ - zespół komórek tworzących zrąb dla neuronów; ma dla nich znaczenie odżywcze i ochronne; swoiste komórki t.g. tworzą wokół włókien nerwowych tzw. osłonki mielinowe.

•         Komórki pomocnicze, podporowe, niepobudliwe elektrycznie

Astrocyty – otaczają wypustkami synapsy, przewężenia Ranviera, naczynia krwionośne i wyściółkę komór mózgowych ,wytwarzają i wydzielają na zewnątrz białka substancji międzykomórkowej i czynniki wzrostowe. Magazynują jony potasu uwalniane z neuronów podczas neurotransmisji, Wychwytują z przestrzeni synaptycznej glutaminian

•         Oligodendrocyty - komórki gleju formujące osłonki mielinowe w centralnym układzie nerwowym

•         Mikroglej  (nie ma pochodzenia neuralnego) - drobne komórki centralnego układu nerwowego, które są zdolne do fagocytozy;  uzupełnia ubytki neuronów. 

Neuron piramidowy to komórka pobudzeniowa

Soma - ciało

•         Zawiera jądro i organelle

•         Centrum biosyntetyczne neuronu.

•         Ciałka Nissla to szorstkie retikulum endoplazmatyczne, czyli mnóstwo rybosomów, które syntetyzuja białka.

•         Zawiera liczne wiązki włókienek białkowych, które utrzymują kształt komórki (cytoszkielet).

Skupienia ciał komórkowych w CUN(centralny układ nerwowy) nazywa się jądrami ,a w OUN(ośrodkowy układ nerwowy) - zwojami

Rozwój mózgu

•         Neurogeneza zachodzi pomiędzy 7 a 18 tygodniem ciąży

•         W piątym miesiącu życia większość neuronów jest utworzona i tak pozostaje aż do śmierci, z wyjątkiem obszarów neurogenezy (opuszka węchowa, hipokamp)

•         Chociaż neurony są gotowe, jest bardzo mało synaps

•         Większość synaps powstaje w pierwszych  dwóch latach życia, także większość wzrostu dendrytów zachodzi po urodzeniu. W tym okresie jest nadprodukcja synaps, zostają tylko najlepsze, czyli te, które utworzą trwałe połączenia, reszta zanika.

•         Najpierw powstaja ośrodki sterujące funkcjami wegetatywnymi, potem percepcyjnym i inteletktualnymi

Rozwój po urodzeniu (postnatalny)

Poród

•         Struktury podkorowe, tyłomózgowie i układ autonomiczny są gotowe

3-6 miesięcy

·         Dojrzewanie aktywności potylicznej, skroniowej i ciemieniowej

8-10 miesięcy 

•         Rośnie aktywność w czole, pojawia się więcej trwałych połączeń pomiędzy różnymi obszarami

9-24 miesiecy

•         Dalsze dojrzewanie kory czołowej, synaptogeneza

Rozwój postnatalny

2-5 lat

•         Rośnie metabolizm mózgu

•         Stabilizacja synaps, usuwanie połączeń nieużywanych i wzmacnianie używanych

5-12 lat

•         Dojrzewanie pól asocjacyjnych, zwłaszcza obszaru ciemieniowo-potyliczno-skroniowego, ważnego dla czytania; zaczyna dojrzewać kora przedczołowa

12-25 lat

•         Koniec dojrzewania kory przedczołowej

Struktura mózgu konstruowana jest w pięciu fazach:

1.      podział komórek nerwowych

2.      migracja komórek nerwowych

3.      różnicowanie komórek nerwowych

4.      rozwój połączeń komórek nerwowych

5. kształtowanie ostatecznego wzorca struktury neuronalnej   

Szlaki migracji komórek piramidowch i interneuronów nie są identyczne

Komórki piramidowe – większość pochodzi z neuroepitelium strefy okołokomorowej i na swojej drodze do kory mózgu wykorzystuje wypustki komórek radialnego gleju.

Interneurony – wiekszość pochodzi z wyniosłości zwojowej brzusznego kresomózgowia i migruje do kory mózgu stycznie do jej powierzchni.

Glej – wiekszość pochodzi  ze strefy okołokomorowej.

Gładkomózgowie – mutacja w genie Lis1

Polimikrogyria – nieprawidłowa migracja neuronów do kory

•         Kora ma zawoje, ale są znacznie cieńsze niż w normie i jest ich dużo więcej

•         Liczba komórek w korze jest zredukowana

•         Niedorozwój umysłowy, problemy z mowa i połykaniem, drgawki

•         Przyczyny różnorodne  - genetyczne, wirusowe, niedokrwienie

Morfogeny - geny kontorlujące powstawanie organu Pax6 - oko

Wykład 2

Etapy neurotransmisji

1.Synteza neuroprzekaźnika

2. Transport do pęcherzyków

3. Depolaryzacja błony PRE i wniknięcie Ca2+

4. Egzocytoza(proces uwalniania metabolitów powstających wewnątrz komórki)

5. Związanie neuroprzekaźnika z receptorem

6. Rozkład enzymatyczny lub wychwyt zwrotny neuroprzekaźnika

Unieczynnienie transmitera

•         Rozkład enzymatyczny

•         Wychwyt zwrotny (transporter)

•         Dyfuzja (samorzutne wyrównywanie się stężeń składników w układzie wieloskładnikowym, wywołane bezładnym ruchem cieplnym cząstek)

Najważniejsze Neuroprzekaźniki:

HAMUJACY

•         GABA (kwas gamma amino masłowy) - 10 – 20 % synaps

POBUDZAJĄCY

•         Glutaminian - Ok. 70 % synaps

Typy synaps – asymetryczne (pobudzające) i symetryczne (hamulcowe)

Receptory neuroprzekaźników

Jonotropowe - szybkie

•         kanały jonowe

Metabotropowe - wolne

•         receptory sprzężone z białkami G, które aktywują wtórne przekaźniki sygnału, które wpływają na kanały jonowe od środka neuronu

Agonista - pobudza receptor
Antagonista - blokuje receptor

Najważniejsze neuroprzekaźniki mózgu

•         Kwas glutaminowy (glutaminian)

•         Kwa gamma-amino-masłowy (GABA)

Acetylocholina – neurotransmiter motoneuronów, synapsa nerwowo-mięśniowa

Podstawowe przekazywanie informacji w układzie nerwowym opiera się na receptorach jonotropowych (szybkość)

-rec. NMDA

- rec. AMPA

- rec. GABA

-rec. Nikotynowy dla acetylocholiny (cholinergiczny nikotynowy) w synapsach motoneuronów na mięśniach

GLUTAMINIAN  (KWAS GLUTAMINOWY) - Główny neuroprzekaźnik w centralnym układzie nerwowym. Odpowiedzialny za szybką transmisję sygnału. Obsługuje wszystkie synapsy wstępujących dróg czuciowych, połączenia wewnątrz kory mózgowej, drogi zstępujące do motoneuronów. Działa poprzez kilka typów receptorów

RECEPTOR NMDA

•         receptor jonotropowy dla glutaminianu

•         do otwarcia kanału kationowego potrzebne  przyłączenie agonisty i pewna depolaryzacja błony postsynaptycznej

•         pełni rolę detektora koincydencji pre- i postsynaptycznej aktywności neuronów

•         podczas rozwoju mózgu receptory NMDA niezbędne są do zajścia zmian plastycznych

Receptor AMPA

•         Receptor najważniejszy dla szybkiego przekazywania informacji

•         Połączenie glutaminianu z receptorem AMPA otwiera kanał dla jonów sodu i powoduje depolaryzację błony neuronu

•         Szybko ulega desensytyzacji

•         Bardzo szybko przemieszcza sie w synapsie (eksternalizacja, internalizacja)

Ekscytotoksyczność

Nadmiar glutaminianu powoduje zbyt silną aktywację jego jonotropowych receptorów.

Zbyt wiele jonów wapnia wpływa do neuronu.

Wysokie stężenie jonów w komórce powoduje napływ do niej cząsteczek wody, to daje pęcznienie komórki i rozpoczyna jej umieranie

GABA kwas gamma- amino-masłowy

Neurony GABA-ergiczne to najczęściej interneurony. Tworzą synapsy symetryczne - mają słabo wykształcone zagęszczenie postsynaptyczne. Neurony GABA-ergiczne synchronizuja wyładowania oscylacyjne w różnych strukturach mózgu. Mogą między sobą tworzyć synapsy elektryczne

Receptory GABAb

•         Receptor metabotropowyare , działaja na kanał potasowy, otwierając go, co hyperpolaryzuje neuron. To przeszkadza otwieraniu kanałów sodowych, powstawaniu potencjału czynnościowego, otwieraniu się kanałów wapniowych zależnych od napięcia i hamuje uwalnianie neurotransmitera.

•         Często wystepują pr...