• Nie Znaleziono Wyników

Prądy w komórkach nerwowych

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Prądy w komórkach nerwowych"

Copied!
12
0
0

Pełen tekst

(1)

Prądy w komórkach nerwowych

(2)

Kanały K

+

Istnieje wielka różnorodność kanałów K+. W aktywnej komórce, kanały K+ zapewniają powrót do stanu równowagi. Potencjał równowagowy dla K+ ( ok. -80 mV) jest bliski potencjałowi

spoczynkowemu komórki (-70 mV). Po otwarciu kanałów Na+ lub Ca2+, następuje aktywacja kanałów K+ mająca na celu przywrócenie potencjału spoczynkowego.

(3)

Kanały K

+

IK(DR)+ IK(A) Delayed rectifier IK(DR)

-podobny do prądu IK opisanego przez HH, ale w neuronach kory ma bramkę inaktywacyjna (bardzo wolną), a w neuronach hipokampa stała czasowa aktywacji jest rzędu 50-100 ms, przez co, prąd ten nie może spełniać wyłącznie roli repolaryzacji potencjału czynnościowego .

Transient IK(A)

- rola: repolaryzacja, potencjał spoczynkowy, szybka aktywacja zabezpiecza przed szybka odpowiedzią neuronu na pobudzenie.

Lewy rysunek: separacja prądu IK(A) iIK(DR). Prawy rysunek: Krzywe aktywacji i inaktywacji prądu IK(A). Za pomocą techniki voltage clamp o różnych krokach napięcia można odseparować IK(A) odIK(DR).

Prąd IK(A) nie płynie dla napięcia VH = -40 mV, ale jest widoczny dla napięcia VH = -80 mV. Prąd IK(DR) płynie w obu przypadkach.

(4)

Kanały K

+

M current IM (oznaczany tez IK(M)) -kanał napięciowozależny

-blokowany przez aktywacje muskarynowego receptora acetylocholiny -rola: adaptacja potencjału czynnościowego (spowalnia odpalanie)

-średnio długa hyperpolaryzacja po potencjale czynnościowym (middle duration afterhyperpolrization)

Wpływ różnych prądów K+ (IK(DR), IK(A), IK(D), IK(C),IK(AHP), IK(M))na fazy potencjału czynnościowego w neuronie korowym. Krok napięcia pokazany jest poniżej.

(5)

Kanały K

+

Prądy potasowe zależne od wapnia (calcium-dependent K+ currents) IC – szybki prąd potasowy zależny od wapnia

-rola: adaptacja potencjału czynnościowego (spowalnia odpalanie)

-rola: wczesne i średnio długie AHP (fast and middle duration afterhyperpolrization) IAHP – wolny prąd potasowy zależny od wapnia

-rola: adaptacja AP (spowalnia odpalanie) -wolne AHP (slow afterhyperpolrization)

Wpływ różnych prądów K+ na fazy potencjału czynnościowego w neuronie korowym.

Krok napięcia pokazany jest poniżej.

IK(DR)+IK(A)+IK(D)+IK(C) +IK(AHP)+IK(M) IK(DR)+IK(C) +IK(AHP)+IK(M)

(6)

Kanały Ca

++

Dwa rodzaje kanałów wapniowych rejestrowanych metodą patch clamp. A. T-type (transient lub LVA – low voltage activation channel). B. L-Type (long lasting lub HVA – high voltage activation channel). W zapisach prądów z pojedynczych kanałów widoczne są przejścia pomiędzy stanem otwartym i zamkniętym. Suma przebiegów dla pojedynczych kanałów, czyli prąd płynący przez błonę, pokazany jest poniżej. Kanały T aktywują się przy niższym napięciu, lecz prąd jest przejściowy (transient). Kanały L wymagają większego napięcia do ich aktywacji, lecz zanik prądu jest wolniejszy.

(7)

Kanały IT w komórkach wzgórza – sen i czuwanie

(8)

Kanały I

T

w komórkach wzgórza – sen i czuwanie

-100 -80 -60 -40 -20 0

0.2 0.4 0.6 0.8

1 activation gate

mV

-100 -80 -60 -40 -20 0

0.2 0.4 0.6 0.8

1 inactivation gate

mV

-100 -80 -60 -40 -20 0

5 10

15 tau activation

mV

ms

-100 -80 -60 -40 -20 0

100 200 300

tau recovery and inactivation

mV

ms

Charakterystyka kanałów IT

(9)

Kanały jonowe - podsumowanie

(10)

Rozszerzony model błony neuronalnej

(11)

Eksperymenty do wykonania

11. Experiments -> Currents -> Other -> I

A

-> action potential

- Uruchomić model dla prądu I

A

oraz I

A

= 0.

11. Experiments -> Currents -> Other -> I

A

-> voltage clamp

- Uruchomić model dla prądu I

A

przy normalnym poziomie [K]

out

oraz dla [K]

out

= 25 mM (w ten sposób zmieniamy potencjał równowagi E

K

z -100 mV na –43 mV, sprawdzić wpisując ‘ek’ w konsoli).

Porównać wyniki dla V

clamp

> -43 mV i V

clamp

< -43 mV. Dlaczego kierunek prądu się zmienia?

Ten przykład pokazuje, że w ten sposób możemy badać, jakie jony tworzą dany prąd.

12. Experiments -> Currents -> Other -> I

L

& I

C

- Uruchomić model dla domyślnych parametrów i dla [Ca]

out

= 0.1 mM. Porównać kształt potencjału czynnościowego.

- Wydłużyć czas stymulacji prądem i uruchomić model dla domyślnych parametrów i dla [Ca]

out

= 0.1 mM.

- Zaobserwować różnice w prądzie wapniowym I

L

.

- Jaki wpływ ma potasowy prąd I

C

na częstość odpalania?

(12)

Eksperymenty do wykonania

13. Experiments -> Currents -> Other -> I

AHP

- Uruchomić model dla domyślnych parametrów – zaobserwować hyperpolaryzację po potencjale czynnościowym. Uruchomić model dla [Ca]

out

= 0.1 mM i dla gkbar_iAHP = 0. Co sie dzieje?

14. Experiments -> Currents -> Other -> I

T

- Uruchomić model dla domyślnych parametrów oraz Init V = -60 mV, base current = 0.60 nA. Porównać wyniki.

- Zasymulować działanie TTX (blokowanie prądu Na) dla domyślnych parametrów.

- Zaobserwować Low Threshold Spike (LTS).

15. Experiments -> Currents -> Other -> I

M

-> current clamp.

- Uruchomić model dla domyślnych parametrów oraz dla gkbar_iM = 0 (co odpowiada podaniu acetylocholiny). Porównać wyniki.

15. Experiments -> Currents -> Other -> I

M

-> voltage clamp

-Obejrzeć przebieg prądu I

M

(powolna aktywacja i szybsza dezaktywacja).

Cytaty

Powiązane dokumenty

Wyścig pod prąd był szybszy niż po- przednie w przeciwnym kierunku.. Na mecie oprócz pamiątkowych medali i wzmacniającego makaronu oraz dese- ru w postaci drożdżówek czekała na

Nikola Tesla wynalazł (lub znakomicie ulepszył) większość urządzeń, które spowodowały to, że prąd zmienny wyparł z naszych domów prąd.. stały (lansowany

Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego... Czegoś

Natężeniem prądu elektrycznego nazywamy stosunek ładunku przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku.. Natężenie prądu oznaczmy

JeŜeli system ma być sterowany za pomocą napięcia zwrotnego twornika, moŜna teraz ustawić prawidłowe napięcie twornika, a następnie prędkość za pomocą przełącznika Spd x 2

Potrzebny jest nam materiał półprzewodnikowy o bardzo dużej liczbie elek- tronów w paśmie przewodnictwa oraz odpowiednio dużej liczbie dziur w paśmie walencyjnym.. Układ o

Prąd elektryczny moŜe przepływać przez gaz, jeŜeli znajdują się w nim nośniki ładunku elektrycznego – elektrony lub jony dodatnie, na które będzie działać zewnętrze

Znalazły się w nim teksty z różnych lat, pisane jako wstępy do katalogów bądź recenzje wystaw lub szkice całkowicie autonomiczne, publiko­.. wane w latach 1966-1994,