Transmiterea şi procesarea
semnalului în sistemul nervos
II. Transmiterea nonsinaptică
Transmiterea efaptică
Transmiterea auto- paracrină
Transmiterea hormonală
I.Transmiterea sinaptică
Transmiterea sinaptică electrică
Transmiterea sinaptică chimică
My hope is that this textbook conveys the majesty of human body and its many functions and that it stimulates students to study physiology throughout theyr careers. The great beauty of physiology is that integrates the individual function of all the bodys’ different cells, tissues and organs into a functional whole, the human body.
Textbook of Medical Physiology Guyton and Hall. 2011
I. Date generale
SNC - 1011 neuroni;
Transmiterea şi procesarea
semnalului în sistemul nervos
- 1000 sinapse/neuron
- neuron=microprocesor ?
Transmiterea şi procesarea
semnalului în sistemul nervos
Repere istorice
L.Galvani- electricitatea animală 1797
A.Volta-bateria electrică 1800
H.C.Oersted-electromagnetism 1820
Transmiterea şi procesarea
semnalului în sistemul nervosRepere istorice
Otto Loewi-1920- Ach
Cole K. S şi Curtis.H -1939
impedanţa electrică, giant axon
Ch. Sherrington – 1897, Sinapsa
Hodkin A.L. & Huxley A.F.1939,PA/Na
Transmiterea sinaptică
chimică
Canale-receptor controlate chimic
- ionotrope- NT-se cuplează cu
receptorul canal
- metabotrope- NT-se cuplează cu
receptorul postsinaptic care declanșează mesagerul secund ce controlează canalul ionic
-optogenetică- biofotoni
Sinapsa chimică
Segment
presinaptic
E
AGONIŞTI
ANTAGONIŞTI
Sinapsă excitatorie
Sinapsă inhibitorie
Celulă
glială
Segment
postsinaptic
Neurotransmiţători cu moleculă mică şi enzimele lor de biosinteză
Neurotransmiţător Enzime Activitate
ACETIL COLINĂ Colin acetiltransferază Specifică
Dopamină Tirozin hidroxilază Specifică
Epinefrină Tirozin hidroxilază şi dopamin b hidroxilază
Norepinefrină Tirozin hidroxilază şi dopamin b hidroxilază
Specifică
Serotonină Triptofan hidroxilază Specifică
Histamină Histidin decarboxilază Specificitate incertă
GABA Glutamat decarboxilază Specificitate probabilă
Glutamat Enzime din metab. gen Cale specifică nedet.
Glicină
Oxid Nitric
Enzime din metab. gen Cale specifică nedet.
Peptide cerebrale neuroactive clasificate după localizarea tisulară
Categoria Peptide
HORMONI ELIBERATORI HIPOTALAMICI
TRH, GnRH, Somatostatin, CRH, GH-RH
HORMONI NEUROHIPOFIZARI Vasopresină, Oxitocină
PEPTIDE HIPOFIZAREACTH, B-endorfină, A-MSH, Prolactină, LH, GH, TSH
PEPTIDE GASTROINTESTINALE
VIP, CCK, Gastrină, Neurotensină, Met-Enkefalină, Leu-Enkefalină, SP, Insulină, Glucagon, Bombezină, Secretină, SST, TRH, Motilină
PEPTIDE CARDIACE PAN
ALTELE
Angiotensina II, Bradikinină, Calcitonină, CGRP, NPYY, Galanină, Substanţa K (Neurokinina A), Peptide de somn
Sinapsa colinergică
Receptori colinergici.
Nicotinici (N)
Ag.nicotina
Atg. d-tubocurarina
Muscarinici (M)
Ag.muscarina, pilocarpina
Atg. atropina
Ag.oxotremorina
Atg. propilbenzilcolina
Nicotinici musculari
Ag.feniltrimetilamoniu
Atg. d-tubocurarina
Nicotinici neuronali
Ag.dimetilfenilpiperazina
citisina
Atg. trimetafan, bungarotoxin
embrionar
(α1)2βγδ
jonctional
(α1)2βεδ
nicotinici
neuronali
α 2-10
nicotinici
neuronali
β2-5
muscarinici
M1-5
R. MUSCARINICI
Muscarinici M1
pirenzepin
Muscarinici M2
metoctramină
Muscarinici M3
hexahidrosiladifenidol
Muscarinici M4
himbacină
Muscarinici M5
?
I. Distribuţia periferică
- m.scheletic (N)
- s n v (N+M)
II. Distribuţia centrală – SNC (N+M)
Distribuţia receptorilor colinergici
III. Alte roluri
orgs. unicelulare orgs. pluricelulare
dezvoltare
diferenţiere
Receptorii nicotinici musculari embrionari
- pe toată suprfaţa fibrei musculare
neinervată sau denervată
- au o rată mare a turnover-lui
I.Distribuţia receptorilor colinergici
Receptorii nicotinici musculari joncţionali
- la nivelul joncţiunii neuromusculare
- au o rată mică a turnover-lui
Receptorii nicotinici neuronali
I.Distribuţia receptorilor colinergici
Receptorii muscarinici neuronali
- gg. postsinp. sp.,psp. şi MS.
- sp.şi psp.din creasta neurală,
au proprietăţi identice
- postgg.psp.- m.n.visceral, miocard
glande secretorii
- postgg.sp.- piloerecţie, sudoraţie
II.Distribuţia receptorilor colinergici
- cel. Renshaw
-interneuronilor-corpul striat- controlul
motor extrapiramidal şi memorie
-neuronilor de proiecţie:
din nc.bazali,conectati cu hipocampusul
bulbul olfactiv şi cortex.(Meynert- b. Alz.
-din tr.cerebral, conectati cu talamusul,
nc. interpeduncular,coliculii. sup
Sistemul Colinergic (Neurochemistry of Consciousness.
Neurotransmitters in mind by Elaine Perry,Heather Ashton, Allan
Young. John Benjamins BV. 2002)
Transportor
de colina
Transportor
Transportor
vezicular de ACh
Muscarinici
carbachol
edrofoniu
Muscarinici
atropina
Sinapsa Colinergica
Sindr. M.Gravis...
ACh
ACh
fizostigmina
vesamicol
hemicolinium
AChAch
AChE
Colina + Ac-Colina + Ac -
ACh
Colina
AcCoA
ChAT
Nicotinici nn.
lobelina
Nicotinici musc.
suxametoniu
Nicotinici nn.
hexametoniu
Nicotinici musc.
D-tubocurarina
Trasportor de colina (ChT)
- 13 segmente transmembranare
- grad mare de conservare
filogenetică
- in neuron, Na dependent, situsuri de
fosforilare, (Km= 1-5 µ mol/L)
- in alte ţesuturi, (Km=10-100µ mol/L)
- co-localizat în membr. veziculară
cu VAchT şi în membrana sinaptică
Trasportor de colina (ChT)
- blocarea endocitozei colinei
- nr. şi activităţii ChT din
membrana sinaptică
- stimularea sintezei şi elib. ACh - nr. şi activităţii ChT din
membrana sinaptică
- captarea Ch = factor de control
al biosintezei şi eliberării ACh
- tratamentul cu hemicolină
Transportor vezicular de
acetilcolina (VAChT)
- 12 segmente transmembranare
- gena localizată pe Cr.X in apropierea
genei de sinteza a ChAT
- este inhibat selectiv de vesamicol
- este un antiporter H+ / ACh, ATP
depentent
Acetilcolinesteraza (AChE)
-Este un important factor de control
al transmiterii sinaptice
- animale knock out prezinta un tremor
continuu, dezvoltare deficitară, disfuncţii
neurologice
-Inhibitori AChE: sarinul, compuşi
organofosforici induc fibrilaţii
musculare, blocarea activităţii musculare
Acetilcolinesteraza (AChE)
-succinilcolina blocant muscular
competitiv - miorelaxant
- anticolinesteraze - tratament pentru
miastenia gravis, B.Alzhaimer
-inhibitori reversibili: edrofonium,
galamina
sinapsa glutamatergică
Sinapsa glutamatergica
Transportori sinaptici
Sinapsa GABAergică
Benzodiazepines
Nonbenzodiazepine
(Zolpidem)
Barbiturice
Methaqualone
Baclofen
Muscimol
Progabide
Tiagabine
Bicuculline
Metrazol
Flumazenil
Sinapse cu amine biogene
Adrenergice
Noradrenergice
Dopaminergice
Serotoninergice
Histaminergice
Sistemul dopaminergic
Dopamine transporters in the cortex are
concentrated in cingulate and medial
prefrontal regions.While cholinergic and
noradrenergic systems are said to be
involved in ‘low level’ aspects of attention
(e.g. Attentional orienting), the
dopaminergic system contributes to
motivated behaviours and is said to be
associated with more ‘executive’ aspects
of attention such as attentional set-
shifting or working memory. It has
recently been suggested that dopamine
rather than signalling pleasure may
function to highlight significant stimuli
Sistemul Dopaminergic (Neurochemistry of Consciousness.
Neurotransmitters in mind by Elaine Perry,Heather Ashton,
Allan Young. John Benjamins BV. 2002)
Sinapsa Serotoninergică
Rapport, Green and Page 1948-serotonin- Esparmer – enteramin- Twarog and Page -1953- creier
Rol- ritm circadian, emoție, depresie, anxietate, ef. vegetative
Sinapsa Histaminergică
Neuroni histaminergici-hipotalamici
Rol-comportament
Modularea transmiterii
semnalului
Componenta trigger si de conducere
Canale de Na+ voltaj- dependenteModularea activităţii
Na+receptor
Gk
PLC
PKC
activ
[Ca2+]
PKC
inactiv
RACK
P
Ptdins(4,5)P2
DAG
Inhibarea C Na
incetinirea inactivării
Dopamina,D1,AMPc,PKA
Alţi modulatori
Muscarina Ach-PLC
Cocaina efectul DA
Fosfataza 1,2aCalcineurina
Defosforilare
Na1.8- PGE2 AMPC,
efect opus
TTX rezistent
Transmiterea sinaptică
electrică
Un model tridimensionalal sinapsei electrice:
A. Secţiune prin sinapsă. Fiecare din cele două membrane conţine câte o jumătate din canalul sinaptic.
B.Conformaţia conexonului
variază cu starea închis/deschis.
Particularități functionale:-mecanism molecular-sens, durată-control
-voltaj membranar-Ca, pH,
Transmitere efaptică
Bilateral processing in chemical synapses with electrical 'ephaptic' feedback: a theoretical model. Savtchenko LP. Math Biosci. 2007 May;207(1):113-37. Epub 2006 Oct 7.PMID: 17112549
Rhythmic neuronal discharge in the medulla and spinal cord of fetal rats in the absence of synaptic transmission. Ren J, Momose-Sato Y, Sato K, Greer JJ. J Neurophysiol. 2006 Jan;95(1):527-34. Epub 2005 Sep 7
Myoclonus of peripheral origin: two case reports.Tyvaert L, Krystkowiak P, Cassim F, Houdayer E, Kreisler A, Destée A, Defebvre L. Mov Disord. 2009 Jan 30;24(2):274-7
++++
++++
Axon hillock
Neuron presinaptic
Neuron postsinaptic
Neuron presinaptic
