3. Nervcellens transmission, synapsens struktur och funktion, receptorer och transmittorer

Nervcellens transmission, synapsens struktur och funktion, receptorer och transmittorer

Neuron - Term

Nervcell

Nucleus (plural nuclei) - Term

Ansamlingar av nervcellskroppar i CNS

Ganglion (Plural ganglier) - Term

Ansamlingar av nervcellskroppar utanför CNS

Nervus - Nerv - Term

Samlade perifera axoner med särskilda stödjeceller och bindvävsskikt.
Förgrenas perifert till mindre och mindre nerver till enskilda nervfibrer som kopplas till målceller.

Tractus / Fasciculus - Term

Banförbindelser i CNS.
Samlade axoner med gemensamt ursprung, mål och funktion

Nervvävnad utgörs av:

Neuron - Nervceller (olika typer)
Gliaceller - Stödjeceller (olika typer)

Neuron - Nervcellen
Beskrivning och delar

Olika typer, ex. multipolär.
Cellkropp
Dendriter - utskott från celllkroppen. Möjliggör kommunikation med många nervceller.
Axon - Nervfiber. Här färdas nervimpulsen.
Terminal - Nervände
Synaps - Omkoppling från nervceller till annan cell (ex. muskelcell)

Neuron - Nervcellen
Typer

Unipolär, multipolär, bipolär och pseudounipolär.

Unipolär nervcell

Som multipolär men utan dendriter. Ovanlig hos däggdjur, vanlig hos insekter.

Multipolär nervcell

Många dendrider från cellkroppen. Vanligast hos däggdjur

Bipolär nervcell

Dendriter går samman till en gemensam bana innan de når cellkroppen. Axonet utgår från andra sidan av cellkroppen.
Näthinnan och luktepitelet.

Pseudounipolär nervcell

Dendriter går samman till en gemensam bana som är direkt sammanhängande med axonet. Cellkroppen fäster till axonet via kort gren.
Sensoriska neuron i PNS (känsel)

Interneuron i neocortex - Vad är neocortex och vilka celltyper?

Neocortex är en del av cortex cerebri som utgörs av sex specifika lager/laminae.
Pyramidceller och stellatceller.
Saknas hos fåglar.

Interneuron i cerebellum cortex - Vilka celltyper?

Purkinjeceller och stellatceller.

Motorneuron - Vart, Typer och vad gör de?

I hjärnstammen och ryggmärgen.

Somatiska motorneuron → Tvärstrimmig skelettmuskulatur. Motorändplatta - Där motorneuronen kommunicerar med målmuskelcellen.

Viscerala motorneuron → Glatt muskulatur, hjärta och körtlar.
Sympatiska och parasympatiska nervsystemets pre- och postganglionära neuron.

Gliaceller - Stödjeceller. Utgör vad? Typer och beskrivning av dem

Utgör >50% av nervsystemet.
Astrocyter - CNS. Vanligast. Stöd, blod-hjärnbarriär, stabiliserar extracellulär kemisk balans, återupptag av transmittorer och kommunikation mellan nervceller.

Oligodendrocyter - CNS. Myeliniserade.

Schwannceller - PNS. Myeliniserade.

Microglia - CNS. Nervsystemets makrofager (fagocytos), immunologiska processer och utsöndrar tillväxtfaktorer.

Ependymceller

Myelinisering av axonet

Oligodendrocyter (CNS) och Schwannska celler (PNS) bildar isolerade myelinskidor = Tätt packade lipidmembran.

Myeliniserade axon vanligast hos ryggradsddjur.

Ranviers nod - Viktig för fortledningen av nervimpulserna.

Gliaceller - Ependymceller. Funktioner.

Från ependymlagret bildas neuron och gliaceller under fosterutvecklingen.

I ventriklarna och centralkanalen bildar ependymceller vägglagret.

I plexus choroideus producerar ependymceller CSF.

Ependymceller är centrala för produktion av CSF, metabolism och rening av slaggprodukter.

Membranpotential/Vilopotential

Spänningsskillnaden mellan cellens in och utsida (negativ insida).

Inflöde av joner som gör insidan mindre negativ (Na⁺) → Depolarisering.

När depolarisering når tröskelvärdet utlöses aktionspotentialen.

Flöde av joner som gör cellens insida mer negativ (K⁺ ut eller Cl^- in) = Hyperpolarisering. Om tillräckligt kan aktionspotential ej utlösas.

Fortledning av nervimpuls (elektrisk impuls) - Vad är impulsen och allmänt hur det fungerar

Tillfällig ändring av spänningsskillnaden mellan axonets in och utsida.

1. Nervcellen har normalt en negativ vilopotential.

2. Stimuli (eller spontant) → Jonkanaler öppnas → Inflöde av positiv laddning (Na⁺) → Depolarisering

3. Depolarisering når tröskelvärde → Aktionspotential utlöses = Ström av positiv laddning = Nervimpuls som färdas i hög hastighet längs axonet.

Allt eller inget.
Kan ej färdas bakåt.

Fortledning av nervimpuls (elektrisk impuls) - O-myeliniserade axon

Långsam impulsfortledning (<2m/s).
Flera ryggradslösa djur har nästan enbart dessa.

Fortledning av nervimpuls (elektrisk impuls) - Myeliniserade axon

Snabb impulsfortledning (70-120m/s).
Inflöde av positiv laddning endast i ranviers nod → Impulsen hoppar mellan noderna → Saltatorisk fortledning.
Ryggradsdjur har både myeliniserade och omyeliniserade.

Synapsen

kontaktpunkt för kommunikation mellan nervcell och målcell.
Elektriska och kemiska synapser.

Elektriska synapser

Vanliga hos ryggradslösa djur.
Ryggradsdjur: Glatt muskulatur, hjärtmuskulatur och astrocyter.
Förmedlar impulsen från cell till cell genom membranporer (gap junctions)

Kemiska synapser

Dominerande typen hos ryggradsdjur.
Kommunikation med signalsubstanser = Transmittorer.
Signalsubstanserna aktiverar receptorer.

Kemiska synapsen - Hur den fungerar.

1. Nervimpulsen färdas i axonet.

2. Nervimpulsen når nervterminalen.

3. Neurotransmittor utsöndras från det presynaptiska cellmembranet genom Ca²⁺-beroende exocytos, och diffunderar över den synaptiska klyftan.

4. Neurotransmittorn binder specifika receptorer på det postsynaptiska membranet → Postsynaptisk potential.

5. Stimulering (excitatoriska synapser) eller hämning (inhibitoriska synapser) av mottagarcellens elektriska aktivitet.

6. Transmittor som inte bundit receptorn diffunderar bort, tas upp i den presynaptiska terminalen eller av gliaceller eller bryts ned enzymatisk.

Kemiska mediatorer och kommunikation - Vad är kommunikation viktig för och generella typer av mediatorer

Kemisk kommunikation är en förutsättning för fysiologisk funktion.
Neurotransmittorer, peptider, hormoner och inflammatoriska (ex. prostaglandiner) och immunologiska mediatorer.

Kemiska mediatorer - Neurotransmittorer
Definition

Neuron ska ha mekanism för att syntetisera och lagra.
Frisättas från neuron genom exocytos.
Interagera med specifika membranbundna receptorer.
Mekanismer för inaktivering.

2 typer av neurotransmittorer.

1. Små (låg)molekylära neurotransmittorer - Klassiska transmittorer.
   - Ca 20st. Aminosyror, biogena aminer, övriga.

2. Neuropeptider
   - Ca 100st. Molekyler uppbyggda av ett varierande antal sammankopplade aminosyror.

Neurotransmittorer - Små (låg)molekylära neurotransmittorer - Klassiska transmittorer.
Syntes, verkar på vad, överbliven?

Syntetiseras i nervändsluten och packas i vesiklar → Ca²⁺ beroende frisättning.
Verkar på specifika receptorer.
Överbliven frisatt transmittor återanvänds.
Transportproteiner för tillbaka dem till nervterminalen eller så tas de upp av gliaceller, diffunderar bort eller bryts ned av enzymer.

Neurotransmittorer - Neuropeptider

Syntetiseras i cellkroppen, transporteras till nervterminalen i vesiklar → Ca²⁺ beroende frisättning.
Verkar på specifika receptorer.
Ingen återanvändning.
Överbliven frisatt peptid bryts ned av enzymer (peptidaser).

Receptorer

Proteinmolekyler som kan binda en mindre molekyl (ligand, kemisk mediator, substans, läkemedel) och ge en signal eller effekt.
Ligandstyrda jonkanaler.
G-proteinkopplade receptorer.
Kinaskopplade receptorer.
Nukleära receptorer.

Neurotransmittorer - Små (låg)molekylära neurotransmittorer - Klassiska transmittorer
Typer

Aminosyror: Glutamat, GABA och glycin.
Biogena aminer: Adrenalin, noradrenalin och dopamin. Serotonin samt histamin.
Övriga: Acetylkolin.
Puriner: ATP och adenosin

Neurotransmittorer - Gas

Kväveoxid (NO)

Neurotransmittorer - Peptider exempel.

Substans P, opioida peptider (ex. beta-endorfin, enkefaliner och dynorfiner)

Vilka receptorer är för neurotransmittorer?

Ligandstyrda jonkanalaer (jontropa) - Exciterar eller inhiberar mottagarcellen.

G-proteinkopplade (metabotropa) - Receptorer som verkar via sekundära budbärare.

Specifika för respektive neurotransmittor.

7

Autoreceptor

Presynaptisk receptor.

Kan bara binda den neurotransmittorn som bildas i den nervcell som receptorn sitter på.

När frisatt neurotransmittor binder hämmas frisättning av neurotransmittorn. Negativ-feedback system, nervcellens reglering av frisättning av neurotransmittor

G-proteinkopplade

Neurotransmission i CNS beskrivet kortfattat

Komplext samspel mellan olika transmittorer, receptorer och strukturer

Neurotransmittorer - Aminosyror
Glutamat
Excitatorisk eller inhibitorisk
Vad används den i
Något mer

Huvudsakligen excitatorisk neurotransmittor (excitatoriska synapser).
Vid distribution i CNS.
Synaptisk transmission och plasticitet (ex. inlärning och minne).
Kan vara neurotoxisk vid höga doser.

Neurotransmittorer - Aminosyror
GABA (Gamma-aminosmörsyra)
Excitatorisk eller inhibitorisk
Vad används den i

Huvudsaklig inhibitorisk neurotransmittor (inhibitoriska synapser).
Riklig distribution i limbiska systemet.

Neurotransmittorer - Aminosyror
Glycin
Excitatorisk eller inhibitorisk
Vad används den i
Funktioner

Inhibitorisk neurotransmittor (inhibitoriska synapser).
Hjärnstammen och ryggmärgen.
Respiratoriska rytmer och muskelaktivitet.

Inhibition vs excitation, vad gäller?

Aldrig bara det ena eller andra, hela tiden både och.
Majoriteten av inflöde avgör vad som händer.

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Uppdelning

Katekolaminer - Adrenalin, noradrenalin och dopamin.
Monoaminer - Serotonin, noradrenalin och dopamin

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Dopamin (DA), beskrivning och 3 vad-banor?

Både katekolamin och monoamin.
Tre dopaminerga bansystem i hjärnan:
Nigrostriatala banan
Mesolimbiska banan
Tuberohypofyseala banan

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Dopamin (DA)
Nigrostriatala banan

75% av hjärnans DA.

Substantia nigra (nervcellskroppar) → Striatum
Kontroll av rörelser

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Dopamin (DA)
Mesolimbiska/Mesokortikolimbiska banan

Ventrala tegmentum (VTA: nervcellskroppar) → Nucleus accumbens (ventrala striatum, terminalområde), frontala cortex.
Motivation, belöning och beteenden

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Dopamin (DA)
Tuberohypofyseala (tuberoinfundibulära) banan

Hypotalamus (nervcellskroppar) → Hypofysens framlob.
Endokrin kontroll, dopamin = Prolaktininhiberande faktor (PIF)

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Noradrenalin (NA)/Norepinefrin (NE)

Både katakolamin och monoamin.

Noradrenenerg transmission: Nervcellskroppar i locus ceruleu (i pons och medulla oblongata) → Cortex, hippocampus, hypotalamus och cerebellum samt ryggmärgen.

Sympatiska nervsystemet, motorisk aktivitet, kognition, rädsla och vakenhet samt sinnesstämning.

Viktigt transmittor i PNS (cirkulation och respiration)

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Adrenalin/Epinefrin

Katakolamin.

Adrenerg transmission: Nervcellskroppar i medulla oblongata, kardiovaskulär kontroll och sympatiska nervsystemet.

Viktig transmittor i PNS

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Serotonin (5-hydroxytryptamin, 5-HT)

Monoamin.
Hjärnans 5-HT endast 1% av hela kroppen → Viktiga perifera funktioner.

Serotenerg transmission: nervcellskroppar i rafekärnorna (i pons och medulla oblongata) → Cortex, hippocampus, hypotalamus, striatum, limbiska systemet, cerebellum, medulla oblongata och ryggmärgen.

Födointag, termoreglering, sensorik inklusive smärta, sömn och vakenhet samt stämningsläge.

Neurotransmittorer - Biogena aminer
Histamin

Hjärnans histamininnehåll begränsat jämfört med resten av kroppen.

Histaminerg transmission: Nervcellskroppar i hypotalamus → Vitt spridda projektioner i hela hjärnan.

Cirkadisk histaminfrisättning, histaminneuronen aktiva endast dagtid.
Homeostas inklusive sömn och vakenhet, födo- och vattenintag samt temperaturreglering.

Neurotransmittorer - Övriga
Acetylkolin

Kolinerg transmission i CNS: Interneuron i striatum (motorik), Septo-hippocampala banan (Nervcellskroppar i septum) → Hippocampus, (inlärning och minne) samt limbiska systemet och hjärnstammen (Arousal och homeostas).

Viktig exitatorisk transmittor i PNS: Autonoma ganglier, motorneuron till skelettmuskulatur mm.

Neurotransmittorer - Peptider
Neuropeptider, beskrivning

Ex. substans P, kroppsegna morfinlika substanser = endogena opioida peptider.
Uppbyggda av varierande antal aminosyror.

Pre-prohormon → Prohormon → Peptid

Neurotransmittorer - Peptider
Neuropeptider - Substans P och Endogenona opioida peptider = kroppsegna morfinlika substanser

Substans P: Smärtmodulering mm.

Endogenona opioida peptider = kroppsegna morfinlika substanser: Motivation, positiv förstärkning, reglerar aktiviteten i mesolimbiska dopaminbanan och smärtmodulering (nedåtgående smärthämmande banor)

Neurotransmittorer - Peptider
Neuropeptider
Endogenona opioida peptider = kroppsegna morinlika substanser
Peptid → Receptor

Ingen fråga!