Етикети

, , ,

Имам идея да седна и да започна нов раздел в блога си, който да е посветен на физиологията. Един вид едни леки бележки за свободна консумация.

Клетката има мембрана, а за нея е характерна „избирателната пропускливост“ – свойство, което означава, че разпределението на вещества от двете й страни, ще бъде неравномерно. Част от тези вещества ще имат заряд /йони, например/ – и в крайна сметка ще възникне напрежение.
Възникналото напрежение /биопотенциал/ има значение за бързите волт-зависими явления в клетката – отварянето, затварянето и инактивирането на волт-зависимите йонни канали и вероятно и други процеси, в момента не ми се мисли за примери.
Потенциалът на покой на невроните е различен за различните неврони и възрасти. При младите организми стойностите са с около 10-15 миливолта по-деполяризирани. Така например при неврони от Амоновия рог биопотенциалът на покой е -65 миливолта, а при млади организми -55 миливолта.

Йонни канали, които участват в генерирането на акционния потенциал:

1. Натриеви канали
2. Калциеви канали
3. Калиеви канали – волт-зависими и калциево-зависими
4. Други

Акционният потенциал започва с отваряне на натриевите канали и натриевите йони навлизат в клетката. С това се променя съотношението на йоните от двете страни на мембраната, клетката се деполяризира и с това се достига до около -50 до -40 миливолта, при което ще се отворят и калциевите канали. Те имат моделираща функция върху акционния потенциал, а и заради бавната си кинетика се активират към върха на акционния потенциал … Калциевите йони навлизат и започват да стават чудеса! Следва активирането на калиевите канали – волт-зависими и калций-зависими – и в зависимост от съотношението на тези два типа канали в неврона, ще имаме различна деполяризация.
И какво се случва, когато блокираме натриевите канали? Няма кой да деполяризира неврона – няма възбудимост.
Ей, аз от краката за главата почнах – не казах кои са свойствата на нервната тъкан. Но има проводимост и възбудимост. И аз сега говоря за възбудимостта.
Ако блокираме калциевите канали – ще се получи… манджа с грозде – ако невронът е бил в състояние да генерира серия от акционни потенциали, то с блокирани калциеви канали … няма да може да генерира серии, ами единични акционни потенциали /увреждаме веднага формирането на паметта и заучаването/.
И ако блокираме калиевите канали – ще се получи ефект, който ще наподоби блокирането на калциевите канали. Понеже са свързани помежду си функционално.

Подпрагови потенциали
=====================

/нуждае се от допълване, вашите забележки са добре дошли/

Свойството на невроните да генерират серии от акционни потенциали зависи от многобройни видове йонни канали, експресирани по тяхната клетъчна мембрана, и които са активни при биопотенциали под прага за генериране на акционни потенциали. Те влияят върху честотата на акционните потенциали и на схемата, по която се генерират. Такива токове са бързопреходния и забавения калиев ток, стабилните натриеви токове, токът, генериран от хиперполаризацио-активираните циклични нуклеотидно-свързани канали и токът, медииран от Т-тип калциеви канали.
А-тип калиев ток /бързопреходната компонента на калиевия ток/ е описан за пръв път при неврони от мекотели. Този ток се активира и инактивира при подпрагови биопотенциали /Коннор и Стивънс 1971/. По време на хиперполяризацията част инактивираните А-тип канали се възстановяват от инактивиране и по време на последващата деполяризация калиевите А-тип канали ще преминат от затворено в отворено състояние и ще забавят деполяризацията. С други думи тяхното наличие е много важно за скоростта на самата деполяризация при генериране на серии от акционни потенциали.
Естествено, малко по-късно този А-тип канал ще влезе в състояние на инактивиране, за да може поляритетът на мембраната да обърне своя заряд /това не се наблюдава при всички неврони, но по принцип при повечето неврони върхът на акционния потенциал достига до +20 или дори +40 миливолта.
И понеже вече споменах за забавения калиев ток тип Д – той пък има подобна роля, но се инактивира доста по-бавно. С други думи и той е модулатор на акционния потенциал. И освен тези два типа ток в зависимост от тяхната волт-амперна характеристика, имаме и класификация въз основа на гените, които кодират съответните поро-образуващи структури, през които преминават йоните с техните хидратни обвивки.
Освен калиеви канали, в невроните има и натриеви канали. Те са чувствителни на тетродотоксин /класификацията на волт-зависимите йонни канали е извършена първоначално въз основа на биофизичната им характеристика, последвана от тяхната фармакологична характеристика и днес йонните канали са характеризирани и класифицирани въз основа на генетичната им характеристика – един подтип се кодира от един ген/.

 Какво става след като акционният потенциал бъде генериран?
==========================================================

Акционният потенциал на сепията се последва от хиперполяризиране на мембраната. Тя се дължи на волт-зависимите калиеви канали, които временно хиперполяризират мембраната и след това бавно се инактивират. Хиперполяризацията последваща акционния потенциал е често срещано явление в ЦНС, но не винаги.
Йонните канали, които допринасят са ВК, SK и Kv7 /първите два вида са калций-зависими калиеви канали, а третият канал е волт-зависим/. И в зависимост от генната експресия на каналите – ще имаме вариации в начина, по който хиперполяризацията ще протече. ВК каналите допринасят за бърза АНР /след акционно-потенциална-хипер-поляризация, извинете за грубия превод – но това е хиперполяризацията, която дъвча в момента/, докато SK каналите ще допринесат за дълготрайна АНР /от порядъка на секунди. В много пирамидални неврони АНР има бавна компонента /секунди/, която обаче не се дължи на SK канали, а е с неизяснен произход /Bean 2007/.
При много неврони, включително пирамидални неврони от кората и от амоновия рог, се наблюдава феномен, който е обратен на АНР, наречен след-акционно-потенциална-деполяризация – мембранния потенциал е по-положителен от потенциала на покой. Този феномен се наблюдава като резултат от бавната реполяризация след акционния потенциал, но в други случаи има добре изразена деполяризационна компонента/фаза. Ако при тази добре изразена компонента се достигне прагът за генериране на акционен потенциал – ще достигнем до момента „Всичко или нищо“ – клетката ще генерира нов акционен потенциал.
Йонните канали, които допринасят за деполяризацията след акционния потенциал са – натриеви, калциеви и калциево-активирани неселективни катионни канали. Пасъл съм ги последните.

Калциевите йонни канали и ролята им в нервната система
======================================================

CaV1.2 и CaV1.3 имат главно постсинаптична фукция в транскрипционната регулация и синаптичната пластичност, докато CaV2.1, CaV2.2 и CaV2.3 са отговорни за освобождаването на невротрасмитери. Имайки предвид разнообразието от помощните субединици и също факта, че всички алфа1 субединици могат да се групират с всички бета и алфа2делта изоформи, броят на възможните вариации е доста голям.
CaV1.2 и CaV1.3 са основните L-тип волт-зависими калциеви канали в мозъка. Тъй като дихидропиридините и останалите класове от органични блокери на Л-тип калциеви канали блокират и двете изоформи, то тяхната диференциация чрез фармакологични средства е невъзможна. И което означава – не само невъзможна, но ако искаме да ги диференцираме, трябва да използваме други методи, което означава – трудно и скъпо. Като например да се използват генно-модифицирани мишки.

Невронните СаV1.2 и CaV1.3
==========================

Волт-зависимите калциеви канали участват в голям брой физиологични процеси в централната нервна система. Калциевите йони, които влизат през НМДА-рецепторите, както и чрез Л-подтип волт-зависимите калциеви канали служат като платформа за пренос на информация относно постсинаптичното активиране на транскрипционния механизъм в ядрото. Един протеин, наречен КРЕБ, е отговорен за някои немаловажни функции на ЦНС, които включват запаметяването и заучаването. Експресията на КРЕБ се контролира от Л-подтип волт-зависими калциеви канали. Техните инхибитори блокират активирането на КРЕБ в невронни култури.
Има съществена разлика между CaV1.2 и CaV1.3 по отношение на НМДА рецептор-независимата дълготрайна стимулация в неврони от амоновия рог, тъй като тя се осъществява чрез CaV1.2, но не и от CaV1.3 йонни канали.
Л-подтипа на волт-зависимите калциеви канали /LTCC/ допринасят за поддържането на потенциала на покой в неврони от областта СА1 на амоновия рог. Но има разлика между CaV1.2 и CaV1.3 по отношение генерирането на акционен потенциал – 1.3 участват по-активно поради техния по-негативен праг на активиране в сравнение с 1.2 и заради факта, че те се инактивират по-бавно по време на деполяризацията.
Тези данни ни демонстрират уникалната роля на тези два калциеви канала по отношение на невронната активност и пластичност и в същото време стимулират нашето научно любопитство, хихи.
Както вече споменах, скоростта на активиране и по-негативния потенциал на активиране са двете свойства, които отличават 1.2 от 1.3 волт-зависими калциеви канали /писна ми да сменям клавиатури!!!/. CaV1.3 канали се активират при по-негативни потенциали от калциеви канали от подтип 1.2 и играят ролята на пейсмейкър в централната нервна система.
На мен ми се наду главата от толкоз писане, спирам, ще продължа друг път.