Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

12.5: Зв'язок між нейронами

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    1407

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    • Поясніть відмінності між типами градуйованих потенціалів
    • Класифікуйте основні нейромедіатори за хімічним типом та ефектом

    Електричні зміни, що відбуваються всередині нейрона, як описано в попередньому розділі, схожі на вимикач світла, який вмикається. Стимул починає деполяризацію, але потенціал дії працює сам по собі, як тільки буде досягнуто поріг. Тепер питання: «Що перевертає вимикач світла?» Тимчасові зміни напруги клітинної мембрани можуть бути наслідком отримання нейронами інформації з навколишнього середовища, або від дії одного нейрона на інший. Ці особливі типи потенціалів впливають на нейрон і визначають, чи відбудеться потенціал дії чи ні. Багато з цих перехідних сигналів виникають в синапсі.

    градуйовані потенціали

    Локальні зміни мембранного потенціалу називаються градуйованими потенціалами і зазвичай пов'язані з дендритами нейрона. Величина зміни мембранного потенціалу визначається розміром стимулу, який його викликає. У прикладі тестування температури душу злегка тепла вода лише ініціює невелику зміну терморецептора, тоді як гаряча вода спричинить велику кількість змін потенціалу мембрани.

    Градуйовані потенціали можуть бути двох видів, або вони деполяризуючі або гіперполяризуючі (рис.\(\PageIndex{1}\)). Для мембрани на потенціалі спокою градуйований потенціал являє собою зміну цієї напруги або вище -70 мВ або нижче -70 мВ. Деполяризуючі градуйовані потенціали часто є результатом потрапляння Na + або Ca 2+ в клітину. Обидва ці іони мають більш високі концентрації поза клітиною, ніж всередині; оскільки вони мають позитивний заряд, вони рухатимуться в клітину, змушуючи її стати менш негативною відносно зовнішньої. Гіперполяризуючі градуйовані потенціали можуть бути викликані виходом K + з клітини або Cl - входом в клітку. Якщо позитивний заряд рухається з клітини, клітина стає більш негативною; якщо негативний заряд потрапляє в клітину, відбувається те ж саме.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Градуйовані потенціали. Градуйовані потенціали - це тимчасові зміни напруги мембрани, характеристики яких залежать від розмірів подразника. Деякі види подразників викликають деполяризацію мембрани, тоді як інші викликають гіперполяризацію. Це залежить від конкретних іонних каналів, які активуються в клітинній мембрані.

    Типи градуйованих потенціалів

    Для однополярних клітин сенсорних нейронів - як тих, у кого вільні нервові закінчення, так і ті, що знаходяться в інкапсуляціях - градуйовані потенціали розвиваються в дендритах, які впливають на генерацію потенціалу дії в аксоні тієї ж клітини. Це називається генераторним потенціалом. Для інших сенсорних рецепторних клітин, таких як смакові клітини або фоторецептори сітківки, градуйовані потенціали в їх мембранах призводять до вивільнення нейромедіаторів на синапсах з сенсорними нейронами. Це називається рецепторним потенціалом.

    Постсинаптичний потенціал (PSP) - це градуйований потенціал в дендритах нейрона, який отримує синапси з інших клітин. Постсинаптичні потенціали можуть бути деполяризуючими або гіперполяризуючими. Деполяризація в постсинаптичному потенціалі називається збудливим постсинаптичним потенціалом (EPSP), оскільки це змушує мембранний потенціал рухатися до порогу. Гіперполяризація в постсинаптичному потенціалі є інгібуючим постсинаптичним потенціалом (IPSP), оскільки він змушує мембранний потенціал відійти від порогу.

    підсумовування

    Всі типи градуйованих потенціалів призведуть до невеликих змін або деполяризації або гіперполяризації напруги мембрани. Ці зміни можуть призвести до того, що нейрон досягає порогу, якщо зміни складаються разом або підсумовуються. Комбіновані ефекти різних типів градуйованих потенціалів проілюстровані на рис\(\PageIndex{2}\). Якщо повна зміна напруги в мембрані позитивне 15 мВ, що означає, що мембрана деполяризується від -70 мВ до -55 мВ, то градуйовані потенціали призведуть до досягнення мембраною порогу.

    Для рецепторних потенціалів поріг не є фактором, оскільки зміна мембранного потенціалу для рецепторних клітин безпосередньо викликає вивільнення нейромедіатора. Однак потенціали генератора можуть ініціювати потенціали дії в аксоні сенсорного нейрона, а постсинаптичні потенціали можуть ініціювати потенціал дії в аксоні інших нейронів. Градуйовані потенціали підсумовуються в певному місці на початку аксона, щоб ініціювати потенціал дії, а саме початковий сегмент. Для сенсорних нейронів, які не мають тіла клітини між дендритами і аксоном, початковий сегмент безпосередньо сусідить з дендритними закінченнями. Для всіх інших нейронів аксонний бугор по суті є початковим сегментом аксона, і саме там відбувається підсумовування. Ці місця мають високу щільність каналів Na + із напругою, які ініціюють деполяризаційну фазу потенціалу дії.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Підсумовування постсинаптичного потенціалу. Результатом підсумовування постсинаптичних потенціалів є загальна зміна мембранного потенціалу. У точці А кілька різних збудливих постсинаптичних потенціалів складаються до великої деполяризації. У точці В суміш збудливих та інгібіторних постсинаптичних потенціалів призводить до іншого кінцевого результату для мембранного потенціалу.

    Підсумовування може бути просторовим або часовим, тобто це може бути результатом множинних градуйованих потенціалів у різних місцях нейрона, або все в одному місці, але розділених у часі. Просторове підсумовування пов'язане з пов'язуванням активності декількох входів до нейрона один з одним. Тимчасове підсумовування - це взаємозв'язок множинних потенціалів дії від однієї клітини, що призводить до значної зміни мембранного потенціалу. Просторове і часове підсумовування може діяти разом, а також.

    Синапси

    Існує два типи зв'язків між електрично активними клітинами, хімічними синапсами та електричними синапсами. У хімічному синапсі з однієї клітини вивільняється хімічний сигнал, а саме нейромедіатор, і він впливає на іншу клітину. В електричному синапсі існує прямий зв'язок між двома клітинами, так що іони можуть переходити безпосередньо від однієї клітини до іншої. Якщо одна клітина деполяризується в електричному синапсі, приєднана клітина також деполяризується, оскільки іони проходять між клітинами. Хімічні синапси передбачають передачу хімічної інформації від однієї клітини до іншої. У цьому розділі буде зосереджена увага на хімічному типі синапсу.

    Прикладом хімічного синапсу є нервово-м'язовий спай (NMJ), описаний в розділі про м'язову тканину. У нервовій системі існує набагато більше синапсів, які по суті такі ж, як NMJ. Всі синапси мають загальні характеристики, які можна узагальнити в цьому списку:

    • пресинаптичний елемент
    • нейромедіатор (упакований у везикули)
    • синаптична щілина
    • рецепторні білки
    • постсинаптичний елемент
    • елімінація або повторне поглинання нейромедіатора

    Для NMJ ці характеристики такі: пресинаптичний елемент - це аксонові термінали рухового нейрона, нейромедіатор - ацетилхолін, синаптична щілина - простір між клітинами, де дифує нейромедіатор, рецепторний білок - нікотиновий ацетилхоліновий рецептор, постсинаптичний елемент - сарколема м'язової клітини, а нейромедіатор усувається ацетилхолінестеразою. Інші синапси схожі з цим, і специфіка різна, але всі вони містять однакові характеристики.

    Випуск нейромедіатора

    Коли потенціал дії досягає аксонових клем, канали Ca 2+ з напругою в мембрані синаптичної кінцевої колби відкриваються. Концентрація Са 2+ збільшується всередині кінцевої цибулини, а іон Са 2+ асоціюється з білками на зовнішній поверхні бульбашок нейромедіатора. Ca 2+ полегшує злиття везикули з пресинаптичної мембраною, так що нейромедіатор вивільняється через екзоцитоз в невеликий проміжок між клітинами, відомий як синаптична щілина.

    Потрапивши в синаптичну щілину, нейромедіатор розсіює невелику відстань до постсинаптичної мембрани і може взаємодіяти з рецепторами нейромедіаторів. Рецептори специфічні для нейромедіатора, і вони підходять один до одного, як ключ і замок. Один нейромедіатор зв'язується зі своїм рецептором і не зв'язується з рецепторами для інших нейромедіаторів, роблячи зв'язування певною хімічною подією (рис.\(\PageIndex{3}\)).

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Синапс. Синапс - це зв'язок між нейроном і його клітиною-мішенню (яка не обов'язково є нейроном). Пресинаптичний елемент - це синаптична кінцева цибулина аксона, де Ca 2+ потрапляє в цибулину, щоб викликати злиття везикул та вивільнення нейромедіатора. Нейромедіатор дифундує через синаптичну щілину, щоб зв'язуватися з його рецептором. Нейромедіатор очищається від синапсу або шляхом ферментативної деградації, зворотного захоплення нейронів, або гліального зворотного захоплення.

    Нейромедіаторні системи

    Існує кілька систем нейромедіаторів, які знаходяться при різних синапсах нервової системи. Ці групи відносяться до хімічних речовин, які є нейромедіаторами, а всередині груп - конкретні системи.

    Перша група, яка є власною нейромедіаторною системою, - холінергічна система. Це система на основі ацетилхоліну. Сюди входить НМЖ як приклад холінергічного синапсу, але холінергічні синапси виявляються і в інших відділах нервової системи. Вони знаходяться в вегетативній нервовій системі, а також розподіляються по всьому мозку.

    Холінергічна система має два типи рецепторів, нікотиновий рецептор знаходиться в NMJ, а також інших синапсах. Існує також рецептор ацетилхоліну, відомий як мускариновий рецептор. Обидва ці рецептора названі на честь препаратів, які взаємодіють з рецептором на додаток до ацетилхоліну. Нікотин зв'яжеться з нікотиновим рецептором і активує його аналогічно ацетилхоліну. Мускарин, продукт певних грибів, зв'яжеться з мускариновим рецептором. Однак нікотин не буде зв'язуватися з мускариновим рецептором і мускарин не зв'яжеться з нікотиновим рецептором.

    Ще однією групою нейромедіаторів є амінокислоти. Сюди входять глутамат (Glu), ГАМК (гамма-аміномасляна кислота, похідне глутамату) і гліцин (Gly). Ці амінокислоти мають в своїх хімічних структурах аміногрупу і карбоксильну групу. Глутамат - одна з 20 амінокислот, які використовуються для виготовлення білків. Кожен амінокислотний нейромедіатор був би частиною власної системи, а саме глутаматергічної, GABaergic та гліцинергічної систем. Кожен з них має свої рецептори і не взаємодіють один з одним. Амінокислотні нейромедіатори виводяться з синапсу шляхом зворотного захоплення. Насос в клітинній мембрані пресинаптичного елемента, або іноді сусідньої гліальної клітини, очистить амінокислоту від синаптичної щілини, щоб вона могла бути перероблена, переупакована в везикули і знову звільнена.

    Іншим класом нейромедіаторів є біогенний амін, група нейромедіаторів, які ферментативно виготовляються з амінокислот. У них є аміногрупи, але більше не мають карбоксильних груп і тому більше не класифікуються як амінокислоти. Серотонін виготовляється з триптофану. Він є основою серотонінергічної системи, яка має свої специфічні рецептори. Серотонін транспортується назад в пресинаптичну клітину для перепакування.

    Інші біогенні аміни виготовляються з тирозину і включають дофамін, норадреналін та адреналін. Дофамін є частиною власної системи, дофамінергічної системи, яка має дофамінові рецептори. Дофамін видаляється з синапсу транспортними білками в пресинаптичної клітинній мембрані. Норадреналін і адреналін відносяться до адренергічної нейромедіаторної системи. Дві молекули дуже схожі і зв'язуються з тими ж рецепторами, які називаються альфа- і бета-рецепторами. Норадреналін і адреналін також транспортуються назад в пресинаптичну клітину. Хімічний адреналін (епі- = «на»; «-нефрин» = нирка) також відомий як адреналін (нирковий = «нирка»), а норадреналін іноді називають норадреналіном. Надниркова залоза виробляє адреналін і норадреналін, які виділяються в кров у вигляді гормонів.

    Нейропептид - це молекула нейромедіатора, що складається з ланцюгів амінокислот, з'єднаних пептидними зв'язками. Це те, що таке білок, але термін білок має на увазі певну довжину до молекули. Деякі нейропептиди досить короткі, такі як мет-енкефалін, який має п'ять амінокислот довжиною. Інші довгі, такі як бета-ендорфін, який становить 31 амінокислоту. Нейропептиди часто виділяються при синапсах в поєднанні з іншим нейромедіатором, і вони часто діють як гормони в інших системах організму, таких як вазоактивний кишковий пептид (VIP) або речовина P.

    Вплив нейромедіатора на постсинаптичний елемент повністю залежить від рецепторного білка. По-перше, якщо в мембрані постсинаптического елемента немає рецепторного білка, то нейромедіатор не робить ніякого ефекту. Деполяризуючий або гіперполяризуючий ефект також залежить від рецептора. Коли ацетилхолін зв'язується з нікотиновим рецептором, постсинаптична клітина деполяризується. Це пояснюється тим, що рецептор є катіонним каналом і позитивно заряджений Na + буде спрямовуватися в клітину. Однак, коли ацетилхолін зв'язується з мускариновим рецептором, з яких існує кілька варіантів, це може спричинити деполяризацію або гіперполяризацію клітини-мішені.

    Амінокислотні нейромедіатори, глутамат, гліцин та ГАМК, майже виключно пов'язані лише з одним ефектом. Глутамат вважається збудливою амінокислотою, але тільки тому, що рецептори Glu у дорослої людини викликають деполяризацію постсинаптичної клітини. Гліцин і ГАМК вважаються інгібуючими амінокислотами, знову ж таки тому, що їх рецептори викликають гіперполяризацію.

    Біогенні аміни мають змішану дію. Наприклад, дофамінові рецептори, які класифікуються як рецептори D1, є збудливими, тоді як рецептори типу D2 є інгібуючими. Біогенні амінові рецептори та нейропептидні рецептори можуть мати ще більш складні ефекти, оскільки деякі можуть безпосередньо не впливати на мембранний потенціал, а скоріше впливати на транскрипцію генів або інші обмінні процеси в нейроні. Характеристики різних нейромедіаторних систем, представлених в цьому розділі, організовані в табл\(\PageIndex{1}\).

    Важливо пам'ятати про нейромедіатори та сигнальні хімічні речовини загалом - це те, що ефект повністю залежить від рецептора. Нейромедіатори зв'язуються з одним з двох класів рецепторів на поверхні клітини, іонотропні або метаботропні (рис.\(\PageIndex{4}\)). Іонотропні рецептори - це ліганд-іонні канали, такі як нікотиновий рецептор ацетилхоліну або гліциновий рецептор. Метаботропний рецептор включає в себе комплекс білків, які призводять до метаболічних змін всередині клітини. До складу рецепторного комплексу входять трансмембранний рецепторний білок, білок G і ефекторний білок. Нейромедіатор, іменований першим месенджером, зв'язується з рецепторним білком на позаклітинній поверхні клітини, а внутрішньоклітинна сторона білка ініціює активність білка G. Білок G - це гідролаза гуанозинтрифосфату (GTP), яка фізично переміщається від рецепторного білка до ефекторного білка для активації останнього. Ефекторний білок - це фермент, який каталізує генерацію нової молекули, яка виступає в ролі внутрішньоклітинного медіатора сигналу, який зв'язується з рецептором. Цей внутрішньоклітинний медіатор називається другим месенджером.

    Різні рецептори використовують різні другі месенджери. Два поширені приклади других месенджерів - циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ) і інозитол трифосфат (IP 3). Фермент аденілатциклаза (приклад ефекторного білка) робить цАМФ, а фосфоліпаза С - фермент, який робить IP 3. Другі месенджери, після того як вони виробляються ефекторним білком, викликають метаболічні зміни всередині клітини. Ці зміни, швидше за все, є активацією інших ферментів в клітці. У нейронів вони часто змінюють іонні канали, відкриваючи або закриваючи їх. Ці ферменти також можуть викликати зміни в клітині, такі як активація генів в ядрі, а отже, і посилений синтез білків. У нейронів подібні зміни часто є основою більш міцних зв'язків між клітинами в синапсі і можуть бути основою навчання та пам'яті.

    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Типи рецепторів. (а) Іонотропний рецептор - це канал, який відкривається, коли нейромедіатор зв'язується з ним. (б) Метаботропний рецептор - це комплекс, який викликає метаболічні зміни в клітині, коли нейромедіатор зв'язується з нею (1). Після зв'язування білок G гідролізує ГТП і переміщається до ефекторного білка (2). Коли білок G контактує з ефекторним білком, генерується другий месенджер, такий як цАМФ (3). Другий месенджер може продовжувати викликати зміни в нейроні, такі як відкриття або закриття іонних каналів, метаболічні зміни та зміни транскрипції генів.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Характеристики нейромедіаторних систем
    Системні холінергічні Амінокислоти біогенні аміни нейропептиди
    Нейромедіатори ацетилхолін Глутамат, гліцин, ГАМК Серотонін (5-HT), дофамін, норадреналін, (адреналін) Мет-енкефалін, бета-ендорфін, VIP, речовина Р та ін.
    рецептори Нікотинові і мускаринові рецептори Рецептори клею, глі-рецептори, ГАМК-рецептори 5-HT рецептори, рецептори D1 і D2, α-адренорецептори і β-адренорецептори Рецептори занадто численні, щоб перераховувати, але специфічні для пептидів.
    ліквідація Деградація ацетилхолінестеразою Повторне захоплення нейронами або гліями Повторне захоплення нейронами Деградація ферментами, що називаються пептидазами
    постсинаптичний ефект Нікотиновий рецептор викликає деполяризацію. Мускаринові рецептори можуть викликати як деполяризацію, так і гіперполяризацію в залежності від підтипу. Рецептори клею викликають деполяризацію. Глі і ГАМК-рецептори викликають гіперполяризацію. Деполяризація або гіперполяризація залежить від конкретного рецептора. Наприклад, D1-рецептори викликають деполяризацію, а D2-рецептори викликають гіперполяризацію. Деполяризація або гіперполяризація залежить від конкретного рецептора.

    РОЗЛАДИ... Нервова система

    Основна причина деяких нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера та Паркінсона, схоже, пов'язана з білками, зокрема, білками, які погано поводяться. Одна з найсильніших теорій того, що викликає хворобу Альцгеймера, заснована на накопиченні бета-амілоїдних бляшок, щільних конгломерацій білка, який функціонує неправильно. Хвороба Паркінсона пов'язана зі збільшенням білка, відомого як альфа-синуклеїн, який токсичний для клітин ядра substantia nigra в середньому мозку.

    Щоб білки функціонували правильно, вони залежать від їх тривимірної форми. Лінійна послідовність амінокислот складається в тривимірну форму, яка заснована на взаємодіях між цими амінокислотами і між ними. Коли згортання порушується, а білки приймають іншу форму, вони перестають функціонувати правильно. Але хвороба не обов'язково є результатом функціональної втрати цих білків; скоріше, ці змінені білки починають накопичуватися і можуть стати токсичними. Наприклад, при хворобі Альцгеймера відмінною рисою захворювання є скупчення цих амілоїдних бляшок в корі головного мозку. Термін, придуманий для опису такого роду захворювання, - «протеопатія» і він включає інші захворювання. Хвороба Крейцфельда-Якова, людський варіант прионної хвороби, відомої як божевільна коров'яча хвороба у великої рогатої худоби, також включає накопичення амілоїдних бляшок, подібних до хвороби Альцгеймера, до цієї групи також можуть потрапляти захворювання інших систем органів, такі як муковісцидоз або діабет 2 типу. Визнання взаємозв'язку між цими захворюваннями запропонувало нові терапевтичні можливості. Втручання в накопичення білків і, можливо, вже в процесі їх первинного виробництва в клітині, може відкрити нові способи полегшення цих руйнівних захворювань.

    Огляд глави

    Основою електричного сигналу всередині нейрона є потенціал дії, який поширюється вниз по аксону. Щоб нейрон генерував потенціал дії, він повинен отримувати вхід від іншого джерела, або іншого нейрона, або сенсорного стимулу. Цей вхід призведе до відкриття іонних каналів у нейроні, що призведе до градуйованого потенціалу, заснованого на силі подразника. Градуйовані потенціали можуть бути деполяризуючими або гіперполяризуючими і можуть підсумовувати впливати на ймовірність досягнення нейрона порогу.

    Градуйовані потенціали можуть бути результатом сенсорних подразників. Якщо сенсорний подразник отримують дендрити однополярного сенсорного нейрона, такого як сенсорний нейрон, що закінчується на шкірі, градуйований потенціал називається генераторним потенціалом, оскільки він може безпосередньо генерувати потенціал дії в початковому сегменті аксона. Якщо сенсорний подразник отримує спеціалізована сенсорна рецепторна клітина, градуйований потенціал називається рецепторним потенціалом. Градуйовані потенціали, що утворюються взаємодією між нейронами на синапсах, називаються постсинаптичними потенціалами (PSP). Деполяризуючий градуйований потенціал при синапсі називається збудливим PSP, а гіперполяризуючий градуйований потенціал при синапсі називається інгібуючим PSP.

    Синапси - це контакти між нейронами, які можуть носити хімічний або електричний характер. Хімічні синапси зустрічаються набагато частіше. При хімічному синапсі нейромедіатор звільняється від пресинаптичного елемента і дифузує по синаптичній щілині. Нейромедіатор зв'язується з рецепторним білком і викликає зміну постсинаптичної мембрани (PSP). Нейромедіатор повинен бути інактивований або видалений з синаптичної щілини, щоб подразник був обмежений у часі.

    Конкретні характеристики синапсу змінюються залежно від нейромедіаторної системи, що виробляється цим нейроном. Холінергічна система знаходиться на нервово-м'язовому з'єднанні і в певних місцях всередині нервової системи. Як нейромедіатори використовуються амінокислоти, такі як глутамат, гліцин та гамма-аміномасляна кислота (ГАМК). Інші нейромедіатори є результатом ферментативної зміни амінокислот, як у біогенних амінів, або ковалентно пов'язані між собою, як у нейропептидів.

    Інтерактивні запитання щодо посилань

    Перегляньте це відео, щоб дізнатися про підсумовування. Процес перетворення електричних сигналів в хімічні сигнали і назад вимагає тонких змін, які можуть призвести до перехідного збільшення або зменшення напруги мембрани. Щоб викликати тривалу зміну цільової клітини, кілька сигналів зазвичай складаються разом або підсумовуються. Чи має просторове підсумовування відбуватися відразу, або окремі сигнали можуть надходити на постсинаптичний нейрон в дещо різний час? Поясніть свою відповідь.

    Відповідь: Другий сигнал від окремого пресинаптичного нейрона може надходити трохи пізніше, якщо він надходить до того, як перший відмирає або розсіюється.

    Перегляньте це відео, щоб дізнатися про випуск нейромедіатора. Потенціал дії досягає кінця аксона, званого терміналом аксона, і виділяється хімічний сигнал, щоб сказати цільовій клітині щось зробити, або ініціювати новий потенціал дії, або придушити цю активність. У дуже короткому просторі електричний сигнал потенціалу дії змінюється в хімічний сигнал нейромедіатора, а потім повертається до електричних змін в мембрані клітини-мішені. Яке значення напругованих кальцієвих каналів у вивільненні нейромедіаторів?

    Відповідь: Потенціал дії деполяризує клітинну мембрану аксонної клеми, яка містить канал Ca 2+ із напругою. Ця зміна напруги відкриває канал, так що Ca 2+ може увійти в клему аксона. Іони кальцію дозволяють синаптичним везикулам вивільняти свій вміст через екзоцитоз.

    Переглянути питання

    Питання: Скільки зміни мембранного потенціалу необхідно для підсумовування постсинаптичних потенціалів, щоб призвести до генерації потенціалу дії?

    А. +30 мВ

    Б. +15 мВ

    С. +10 мВ

    Д. -15 мВ

    Відповідь: B

    Q: Канал відкривається на постсинаптичної мембрані, яка викликає потрапляння негативного іона в клітину. Який тип градуйованого потенціалу це?

    А. деполяризуючий

    Б. реполяризуючий

    C. гіперполяризуючий

    D. неполяризаційні

    Відповідь: C

    Питання: Який нейромедіатор вивільняється на нервово-м'язовому з'єднанні?

    А. норадреналін

    B. серотонін

    С. дофамін

    D. ацетилхолін

    Відповідь: D

    Питання: Який тип рецептора вимагає ефекторного білка для ініціювання сигналу?

    А. біогенний амін

    B. іонотропний рецептор

    С. холінергічна система

    D. метаботропний рецептор

    Відповідь: D

    Питання: Який з наступних нейромедіаторів пов'язаний виключно з гальмуванням?

    А. ГАБА

    B. ацетилхолін

    C. глутамат

    D. норадреналін

    Відповідь: A

    Питання критичного мислення

    Питання: Якщо постсинаптична клітина має синапси з п'яти різних клітин, і три викликають EPSP, а дві з них викликають IPSP, наведіть приклад серії деполяризацій та гіперполяризацій, які призведуть до досягнення нейрона порогу.

    А. ЕПСП1 = +5 мВ, ЕПСП2 = +7 мВ, ЕПСП 3 = +10 мВ, ІПСП1 = -4 мВ, ІПСП2 = -3 мВ. 5 + 7 + 10 — 4 — 3 = +15 мВ.

    Питання: Чому рецептор є важливим елементом, що визначає вплив нейромедіатора на клітину-мішень?

    А. різні нейромедіатори мають різні рецептори. Таким чином, тип рецептора в постсинаптичної клітці - це те, що визначає, які іонні канали відкриваються. Зв'язування ацетилхоліну з нікотиновим рецептором змушує катіони перетинати мембрану. Зв'язування ГАМК зі своїм рецептором призводить до того, що аніон хлорид перетинає мембрану.

    Глосарій

    біогенний амін
    клас нейромедіаторів, які ферментативно отримані з амінокислот, але більше не містять карбоксильної групи
    хімічний синапс
    зв'язок між двома нейронами або між нейроном і його мішенню, де нейромедіатор дифундує на дуже короткій відстані
    холінергічна система
    нейромедіаторна система ацетилхоліну, до складу якої входять його рецептори і фермент ацетилхолінестерази
    ефектор білка
    фермент, який каталізує генерацію нової молекули, яка виступає внутрішньоклітинним медіатором сигналу, що зв'язується з рецептором
    електричний синапс
    зв'язок між двома нейронами або будь-якими двома електрично активними клітинами, де іони протікають безпосередньо через канали, що охоплюють їх сусідні клітинні мембрани
    збудливий постсинаптичний потенціал (EPSP)
    градуйований потенціал в постсинаптичній мембрані, що є результатом деполяризації і робить потенціал дії більш імовірним
    потенціал генератора
    градуйований потенціал від дендритів однополярної клітини, що генерує потенціал дії в початковому сегменті аксона цієї клітини
    G білок
    гідролаза гуанозинтрифосфату (GTP), яка фізично переміщається від рецепторного білка до ефекторного білка для активації останнього
    інгібуючий постсинаптичний потенціал (IPSP)
    градуйований потенціал у постсинаптичній мембрані, що є результатом гіперполяризації і робить потенціал дії менш імовірним
    метаботропний рецептор
    рецептор нейромедіатора, який включає в себе комплекс білків, що викликають метаболічні зміни в клітині
    мускариновий рецептор
    тип білка рецептора ацетилхоліну, який характеризується також зв'язуванням з мускарином і є метаботропним рецептором
    нейропептид
    тип нейромедіатора, який включає білкові молекули і більш короткі ланцюги амінокислот
    нікотиновий рецептор
    тип білка рецептора ацетилхоліну, який характеризується також зв'язуванням з нікотином і є іонотропним рецептором
    постсинаптичний потенціал (PSP)
    градуйований потенціал в постсинаптичної мембрані, викликаний зв'язуванням нейромедіатора з білковими рецепторами
    рецепторний потенціал
    градуйований потенціал у спеціалізованій сенсорній клітині, яка безпосередньо викликає вивільнення нейромедіатора без втручання потенціалу дії
    просторове підсумовування
    поєднання градуйованих потенціалів через мембрану нейрональних клітин, викликаних сигналами від окремих пресинаптичних елементів, які складаються для ініціювання потенціалу дії
    підсумувати
    скласти разом, як при кумулятивній зміні постсинаптичних потенціалів до досягнення порогу в мембрані, або через проліт мембрани, або протягом певного періоду часу
    синаптична щілина
    невеликий проміжок між клітинами в хімічному синапсі, де нейромедіатор дифузує від пресинаптичного елемента до постсинаптичного елемента
    скроневе підсумовування
    поєднання градуйованих потенціалів в одному місці на нейроні, що призводить до сильного сигналу з одного входу