12.5: Mawasiliano Kati ya Neurons

Malengo ya kujifunza

• Eleza tofauti kati ya aina za uwezekano uliowekwa
• Jamii neurotransmitters kuu na aina ya kemikali na athari

Mabadiliko ya umeme yanayotokea ndani ya neuroni, kama ilivyoelezwa katika sehemu iliyopita, ni sawa na kubadili mwanga kugeuka. Kichocheo kinaanza uharibifu, lakini uwezo wa hatua huendesha peke yake mara moja kizingiti kimefikiwa. Swali ni sasa, “Ni nini kinachopunguza kubadili mwanga?” Mabadiliko ya muda kwa voltage ya membrane ya seli yanaweza kutokea kutokana na neurons kupokea taarifa kutoka mazingira, au kutokana na hatua ya neuroni moja juu ya nyingine. Aina hizi maalum za uwezekano huathiri neuroni na kuamua kama uwezekano wa hatua utatokea au la. Wengi wa ishara hizi za muda mfupi zinatoka kwenye sinepsi.

Uwezo wenye hadhi

Mabadiliko ya mitaa katika uwezo wa utando huitwa uwezekano uliowekwa na kwa kawaida huhusishwa na dendrites ya neuroni. Kiasi cha mabadiliko katika uwezo wa membrane hutegemea ukubwa wa kichocheo kinachosababisha. Katika mfano wa kupima joto la kuogelea, maji ya joto kidogo yangeanzisha tu mabadiliko madogo katika thermoreceptor, ilhali maji ya moto yangesababisha kiasi kikubwa cha mabadiliko katika uwezo wa utando.

Uwezekano uliowekwa unaweza kuwa wa aina mbili, ama ni depolarizing au hyperpolarizing (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Kwa utando katika uwezo wa kupumzika, uwezo uliowekwa unawakilisha mabadiliko katika voltage hiyo ama juu ya -70 mV au chini ya -70 mV. Depolarizing uwezekano hadhi ni mara nyingi matokeo ya Na ⁺ au Ca ²⁺ kuingia kiini. Ioni hizi zote mbili zina viwango vya juu nje ya seli kuliko ndani; kwa sababu zina chaji chanya, zitahamia ndani ya seli na kusababisha kuwa chini hasi jamaa na nje. Hyperpolarizing uwezo graded inaweza kusababishwa na K ⁺ kuacha kiini au Cl ^- kuingia kiini. Ikiwa malipo mazuri yanatoka kwenye seli, kiini kinakuwa hasi zaidi; ikiwa malipo hasi huingia kwenye seli, kitu kimoja kinatokea.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Potentials hadhi. Uwezekano uliowekwa ni mabadiliko ya muda mfupi katika voltage ya membrane, sifa ambazo hutegemea ukubwa wa kichocheo. Aina fulani za uchochezi husababisha uharibifu wa membrane, wakati wengine husababisha hyperpolarization. Inategemea njia maalum za ion ambazo zimeanzishwa kwenye membrane ya seli.

Aina za Uwezo uliowekwa

Kwa seli unipolar ya nyuroni hisia - wote wale walio na endings bure ujasiri na wale ndani ya encapsulation-hadhi uwezo kuendeleza katika dendrites kwamba ushawishi kizazi cha uwezo action katika akzoni ya seli moja. Hii inaitwa uwezo wa jenereta. Kwa seli zingine za kipokezi cha hisia, kama vile seli za ladha au photoreceptors za retina, uwezekano uliowekwa kwenye utando wao husababisha kutolewa kwa nyurotransmitters kwenye sinepsi na neurons za hisia. Hii inaitwa uwezo wa receptor.

Uwezo wa postsynaptic (PSP) ni uwezo uliowekwa katika dendrites ya neuroni ambayo inapokea synapses kutoka seli nyingine. Uwezekano wa Postsynaptic unaweza kuwa depolarizing au hyperpolarizing. Uharibifu wa uharibifu katika uwezo wa postsynaptic unaitwa uwezo wa postsynaptic wa kusisimua (EPSP) kwa sababu husababisha uwezekano wa utando wa kuhamia kuelekea kizingiti. Hyperpolarization katika uwezo postsynaptic ni pingamizi postsynaptic uwezo (IPSP) kwa sababu husababisha utando uwezo wa kuondoka kutoka kizingiti.

Muhtasari

Aina zote za uwezekano wa kufungwa zitasababisha mabadiliko madogo ya uharibifu wa uharibifu au hyperpolarization katika voltage ya membrane. Mabadiliko haya yanaweza kusababisha neuroni kufikia kizingiti ikiwa mabadiliko yanaongezwa pamoja, au yanahitimisha. Madhara ya pamoja ya aina tofauti za uwezekano uliowekwa ni mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Kama mabadiliko ya jumla ya voltage katika utando chanya 15 mV, maana yake ni kwamba utando depolarizes kutoka -70 mV kwa -55 mV, basi uwezekano hadhi kusababisha utando kufikia kizingiti.

Kwa uwezo wa receptor, kizingiti si sababu kwa sababu mabadiliko katika utando uwezo kwa seli receptor moja kwa moja husababisha neurotransmitter kutolewa. Hata hivyo, uwezo wa jenereta unaweza kuanzisha uwezekano wa hatua katika axon ya neuroni ya hisia, na uwezo wa postsynaptic unaweza kuanzisha uwezo wa hatua katika axon ya neurons nyingine. Uwezekano uliowekwa huhitimisha mahali fulani mwanzoni mwa axon ili kuanzisha uwezekano wa hatua, yaani sehemu ya awali. Kwa neurons za hisia, ambazo hazina mwili wa seli kati ya dendrites na axon, sehemu ya awali ni moja kwa moja karibu na mwisho wa dendritic. Kwa neurons nyingine zote, hillock ya axon kimsingi ni sehemu ya awali ya axon, na ndio ambapo summation hufanyika. Maeneo haya yana wiani mkubwa wa njia za voltage-gated Na ⁺ zinazoanzisha awamu ya kuondoa kingamizi ya uwezo wa hatua.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Uwezo wa Postsynaptic Summation. Matokeo ya muhtasari wa uwezekano wa postsynaptic ni mabadiliko ya jumla katika uwezo wa membrane. Katika hatua ya A, uwezekano wa postsynaptic tofauti wa msisimko huongeza hadi uharibifu mkubwa. Katika hatua ya B, mchanganyiko wa uwezekano wa kusisimua na wa kuzuia postsynaptic husababisha matokeo tofauti ya mwisho kwa uwezo wa membrane.

Muhtasari unaweza kuwa wa anga au wa muda, maana yake inaweza kuwa matokeo ya uwezekano wa hadhi nyingi katika maeneo tofauti kwenye neuroni, au yote katika sehemu moja lakini ikitenganishwa kwa wakati. Ufafanuzi wa anga unahusiana na kuhusisha shughuli za pembejeo nyingi kwa neuroni kwa kila mmoja. Ufafanuzi wa muda ni uhusiano wa uwezekano wa hatua nyingi kutoka kwa seli moja na kusababisha mabadiliko makubwa katika uwezo wa utando. Ufafanuzi wa anga na wa muda unaweza kutenda pamoja, pia.

Sinapsi

Kuna aina mbili za uhusiano kati ya seli za umeme, synapses za kemikali na synapses za umeme. Katika sinepsi ya kemikali, ishara ya kemikali-yaani, nyurotransmitter-inatolewa kutoka kwenye seli moja na inathiri seli nyingine. Katika synapse ya umeme, kuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya seli mbili ili ions zinaweza kupita moja kwa moja kutoka kwenye seli moja hadi ijayo. Ikiwa kiini kimoja kinatenganishwa katika sinepsi ya umeme, kiini kilichojiunga pia kinazuia kwa sababu ions hupita kati ya seli. Sinapsi za kemikali zinahusisha uhamisho wa habari za kemikali kutoka kwenye seli moja hadi ijayo. Sehemu hii itazingatia aina ya kemikali ya synapse.

Mfano wa synapse ya kemikali ni makutano ya neuromuscular (NMJ) yaliyoelezwa katika sura ya tishu za misuli. Katika mfumo wa neva, kuna synapses nyingi ambazo ni sawa na NMJ. Sinapses zote zina sifa za kawaida, ambazo zinaweza kufupishwa katika orodha hii:

• kipengele cha presynaptic
• neurotransmitter (vifurushi katika viatu)
• ufa wa sinepsi
• protini za receptor
• kipengele cha postsynaptic
• neurotransmitter kuondoa au re-uptake

Kwa NMJ, sifa hizi ni kama ifuatavyo: kipengele cha presynaptic ni vituo vya akzoni za neuroni za motor, nyurotransmita ni asetilikolini, ufafanuzi wa sinepsi ni nafasi kati ya seli ambako nyurotransmita huenea, protini ya receptor ni receptor ya asetilikolini ya nikotini, kipengele cha postsynaptic ni sarcolemma ya seli ya misuli, na neurotransmitter huondolewa na acetylcholinesterase. Sinapses nyingine ni sawa na hii, na maalum ni tofauti, lakini wote wana sifa sawa.

Neurotransmitter kutolewa

Wakati uwezo wa hatua unafikia vituo vya axon, njia za Ca ²⁺ za voltage zimefunguliwa kwenye membrane ya bulb ya mwisho ya synaptic. Mkusanyiko wa Ca ²⁺ huongezeka ndani ya bulb ya mwisho, na ion ya Ca ²⁺ inashirikiana na protini katika uso wa nje wa vidonda vya neurotransmitter. Ca ²⁺ inawezesha kuunganishwa kwa kilengelenge na utando wa presynaptic ili neurotransmitter itolewe kupitia exocytosis katika pengo ndogo kati ya seli, inayojulikana kama cleft ya sinepsi.

Mara moja katika ufa wa sinepsi, nyurotransmita hueneza umbali mfupi hadi utando wa postsynaptic na inaweza kuingiliana na vipokezi vya neurotransmitter. Receptors ni maalum kwa ajili ya nyurotransmita, na mbili fit pamoja kama ufunguo na lock. Neurotransmitter moja hufunga kwa receptor yake na haiwezi kumfunga kwa receptors kwa neurotransmitters nyingine, na kufanya kisheria tukio maalum la kemikali (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Sinapse. Sinapsi ni uhusiano kati ya neuroni na kiini chake cha lengo (ambacho si lazima neuroni). Kipengele cha presynaptic ni bulb ya mwisho ya synaptic ya axon ambapo Ca ^2+inaingia bulb ili kusababisha fusion ya vesicle na kutolewa kwa neurotransmitter. Neurotransmitter inatofautiana katika cleft ya sinepsi ili kumfunga kwa receptor yake. Neurotransmitter inafutwa kutoka kwenye synapse ama kwa uharibifu wa enzymatic, upyaji wa neuronal, au upyaji wa glial.

Mfumo wa Neurotrans

Kuna mifumo kadhaa ya neurotransmitters ambayo hupatikana katika synapses mbalimbali katika mfumo wa neva. Makundi haya yanataja kemikali ambazo ni nyurotransmita, na ndani ya vikundi ni mifumo maalumu.

Kundi la kwanza, ambalo ni mfumo wa neurotransmitter mwenyewe, ni mfumo wa cholinergic. Ni mfumo unaozingatia acetylcholine. Hii inajumuisha NMJ kama mfano wa sinepsi ya kolinergic, lakini sinepsi ya cholinergic hupatikana katika sehemu nyingine za mfumo wa neva. Wao ni katika mfumo wa neva wa uhuru, pamoja na kusambazwa katika ubongo.

Mfumo wa cholinergic una aina mbili za vipokezi, kipokezi cha nikotini hupatikana katika NMJ pamoja na sinepsi nyingine. Kuna pia kipokezi cha asetilikolini kinachojulikana kama kipokezi cha muscariniki. Vipokezi hivi vyote viwili vinatajwa kwa dawa zinazoingiliana na kipokezi pamoja na asetilikolini. Nikotini itamfunga kwa receptor ya nicotiniki na kuiamsha sawa na acetylcholine. Muscarine, bidhaa ya uyoga fulani, itamfunga kwa receptor ya muscarinic. Hata hivyo, nikotini haiwezi kumfunga kwa receptor ya muscarinic na muscarine haiwezi kumfunga kwa receptor ya nicotinic.

Kundi jingine la neurotransmitters ni amino asidi. Hii ni pamoja na glutamate (Glu), GABA (gamma-aminobutyric asidi, derivative ya glutamate), na glycine (Gly). Asidi amino hizi zina kundi la amino na kundi la carboxyl katika miundo yao ya kemikali. Glutamate ni mojawapo ya asidi amino 20 zinazotumiwa kutengeneza protini. Kila neurotransmitter amino asidi itakuwa sehemu ya mfumo wake mwenyewe, yaani glutamatergic, GABAergic, na mifumo ya glycinergic. Kila mmoja ana receptors yao wenyewe na hawaingiliani na kila mmoja. Neurotransmitters ya asidi ya amino huondolewa kutoka kwa synapse kwa upyaji upya. Pampu katika utando wa seli ya kipengele cha presynaptic, au wakati mwingine kiini cha jirani cha glia, kitaondoa asidi ya amino kutoka kwa ufafanuzi wa sinepsi ili iweze kurekebishwa, kufungwa tena katika vesicles, na kutolewa tena.

Darasa jingine la neurotransmitter ni amine ya biogenic, kikundi cha neurotransmitters ambazo zinafanywa kwa enzymatically kutoka amino asidi. Wana vikundi vya amino ndani yao, lakini hawana tena vikundi vya kaboksili na hivyo haviainishwa tena kama asidi amino. Serotonin inafanywa kutoka tryptophan. Ni msingi wa mfumo wa serotonergic, ambao una receptors yake maalum. Serotonin husafirishwa tena kwenye kiini cha presynaptic kwa ajili ya kufungia tena.

Amini nyingine za biogenic zinafanywa kutoka tyrosine, na ni pamoja na dopamini, norepinephrine, na epinephrine. Dopamine ni sehemu ya mfumo wake mwenyewe, mfumo wa dopaminergic, ambao una receptors ya dopamine. Dopamine huondolewa kwenye synapse na protini za usafiri kwenye membrane ya seli ya presynaptic. Norepinephrine na epinephrine ni ya mfumo wa neurotransmitter ya adrenergic. Molekuli hizo mbili zinafanana sana na hufunga kwa vipokezi sawa, ambavyo hujulikana kama receptors za alpha na beta. Norepinephrine na epinephrine pia husafirishwa tena kwenye seli ya presynaptic. Epinefrini ya kemikali (epi- = “juu”; “-nephrine” = figo) pia inajulikana kama adrenaline (figo = “figo”), na noradrenalini wakati mwingine hujulikana kama noradrenaline. Gland adrenali hutoa epinephrine na norepinefrini kutolewa katika mkondo wa damu kama homoni.

Neuropeptidi ni molekuli ya nyurotransmita yenye minyororo ya asidi amino iliyounganishwa na vifungo vya peptidi. Hii ndio protini, lakini neno la protini linamaanisha urefu fulani kwa molekuli. Baadhi ya neuropeptidi ni fupi kabisa, kama vile met-enkephalin, ambayo ni amino asidi tano kwa muda mrefu. Wengine ni wa muda mrefu, kama vile beta-endorphin, ambayo ni amino asidi 31 kwa muda mrefu. Neuropeptidi mara nyingi hutolewa kwenye sinepsi pamoja na nyurotransmita nyingine, na mara nyingi hufanya kazi kama homoni katika mifumo mingine ya mwili, kama vile peptidi ya tumbo ya vasoactive (VIP) au dutu P.

Athari ya neurotransmitter kwenye kipengele cha postsynaptic inategemea kabisa protini ya receptor. Kwanza, ikiwa hakuna protini ya receptor katika utando wa kipengele cha postsynaptic, basi neurotransmitter haina athari. Athari ya uharibifu au hyperpolarizing pia inategemea receptor. Wakati acetylcholine inafunga kwa receptor ya nicotiniki, kiini cha postsynaptic kinaharibiwa. Hii ni kwa sababu receptor ni kituo cha mawasiliano na chanya kushtakiwa Na ⁺ itakuwa kukimbilia ndani ya seli. Hata hivyo, wakati asetilikolini kumfunga kwa receptor muscarinic, ambayo kuna variants kadhaa, inaweza kusababisha kuondoa kingamizi au hyperpolarization ya seli lengo.

Neurotransmitters ya amino asidi, glutamate, glycine, na GABA, ni karibu pekee inayohusishwa na athari moja tu. Glutamate inachukuliwa kuwa asidi ya amino ya msisimko, lakini kwa sababu tu Glu receptors katika watu wazima husababisha uharibifu wa kiini cha postsynaptic. Glycine na GABA huchukuliwa kama asidi za amino za kuzuia, tena kwa sababu receptors zao husababisha hyperpolarization.

Amini ya biogenic ina athari mchanganyiko. Kwa mfano, receptors ya dopamini ambayo huainishwa kama receptors ya D1 ni ya kusisimua ilhali receptors ya aina ya D2 ni kizuizi. Vipokezi vya amini vya biojeniki na vipokezi vya neuropeptidi vinaweza kuwa na madhara magumu zaidi kwa sababu baadhi huenda wasiathiri moja kwa moja uwezo wa utando, bali huwa na athari juu ya transcription ya jeni au michakato mingine ya kimetaboliki katika neuroni. Tabia za mifumo mbalimbali ya neurotransmitter iliyotolewa katika sehemu hii imepangwa katika Jedwali\(\PageIndex{1}\).

Jambo muhimu kukumbuka kuhusu neurotransmitters, na kemikali za kuashiria kwa ujumla, ni kwamba athari inategemea kabisa receptor. Neurotransmitters hufunga kwa moja ya madarasa mawili ya receptors kwenye uso wa seli, ionotropic au metabotropic (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Vipokezi vya Ionotropic ni njia za ion za ligand-gated, kama vile receptor ya nicotiniki kwa acetylcholine au receptor ya glycine. Mpokeaji wa metabotropiki huhusisha tata ya protini inayosababisha mabadiliko ya kimetaboliki ndani ya seli. Tata ya receptor inajumuisha protini ya receptor ya transmembrane, protini ya G, na protini ya athari. Neurotransmitter, inajulikana kama mjumbe wa kwanza, hufunga kwa protini ya receptor juu ya uso wa seli ya seli, na upande wa intracellular wa protini huanzisha shughuli za protini G. Protini ya G ni triphosphate ya guanosini (GTP) hidrolase ambayo kimwili huenda kutoka protini ya receptor hadi protini ya athari ili kuamsha mwisho. Protini ya athari ni enzyme ambayo huchochea kizazi cha molekuli mpya, ambayo hufanya kama mpatanishi wa intracellular wa ishara inayofunga kwa receptor. Mpatanishi huyu wa intracellular anaitwa mjumbe wa pili.

Wapokeaji tofauti hutumia wajumbe tofauti wa pili. Mifano miwili ya kawaida ya wajumbe wa pili ni mzunguko wa adenosine monophosphate (cAMP) na inositol triphosphate (IP ₃). Enzyme adenylate cyclase (mfano wa protini ya athari) hufanya cAMP, na phospholipase C ni enzyme inayofanya IP ₃. Wajumbe wa pili, baada ya kuzalishwa na protini ya athari, husababisha mabadiliko ya kimetaboliki ndani ya seli. Mabadiliko haya ni uwezekano mkubwa wa uanzishaji wa enzymes nyingine katika seli. Katika neurons, mara nyingi hubadilisha njia za ion, ama kufungua au kuzifunga. Enzymes hizi zinaweza pia kusababisha mabadiliko katika seli, kama vile uanzishaji wa jeni katika kiini, na hivyo kuongezeka kwa awali ya protini. Katika neurons, aina hizi za mabadiliko mara nyingi ni msingi wa uhusiano wenye nguvu kati ya seli kwenye sinepsi na inaweza kuwa msingi wa kujifunza na kumbukumbu.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Aina za receptor. (a) Mpokeaji wa ionotropic ni kituo kinachofungua wakati neurotransmitter inafunga. (b) Mpokeaji wa metabotropiki ni tata inayosababisha mabadiliko ya kimetaboliki katika seli wakati nyurotransmita inayomfunga (1). Baada ya kumfunga, protini ya G hidrolyzes GTP na huenda kwa protini ya athari (2). Wakati protini ya G inawasiliana na protini ya athari, mjumbe wa pili huzalishwa, kama vile cAMP (3). Mtume wa pili anaweza kuendelea kusababisha mabadiliko katika neuroni, kama vile kufungua au kufunga njia za ion, mabadiliko ya kimetaboliki, na mabadiliko katika transcription ya jeni.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Tabia za Mifumo ya Neurot

Mfumo	Cholinergic	Amino asidi	amines ya biogenic	Neuropeptides
Neurotransmitters	Asetilikolini	Glutamate, glycine, GABA	Serotonin (5-HT), dopamine, norepinephrine, (epinephrine)	Met-enkephalin, beta-endorphin, VIP, Dutu P, nk.
Receptors	Nicotinic na muscarinic receptors	Gundi receptors, receptors glyy, GABA receptors	5-HT receptors, D1 na D2 receptors, α-adrenergic na β-adrenergic receptors	Receptors ni nyingi sana kuorodhesha, lakini ni maalum kwa peptidi.
Kutokomeza	Uharibifu na acetylcholinesterase	Upyaji upya na neurons au glia	Upyaji upya na neurons	Uharibifu na enzymes inayoitwa peptidases
Athari ya Postsynaptic	Receptor ya Nicotinic husababisha uharibifu. Muscarinic receptors inaweza kusababisha wote depolarization au hyperpolarization kulingana na subtype.	Vipokezi vya gundi husababisha uharibifu. Vipokezi vya Gly na GABA husababisha hyperpolarization.	Uharibifu wa uharibifu au hyperpolarization inategemea receptor maalum. Kwa mfano, receptors D1 husababisha uharibifu wa depolarization na D2 receptors kusababisha hyperpolarization.	Uharibifu wa uharibifu au hyperpolarization inategemea receptor maalum.

MATATIZO YA... Mfumo wa neva

Sababu ya msingi ya magonjwa mengine ya neurodegenerative, kama vile Alzheimers na Parkinson, inaonekana kuwa yanayohusiana na protini-hasa, kwa protini zinazofanya vibaya. Moja ya nadharia kali zaidi ya kile kinachosababisha ugonjwa wa Alzheimer ni msingi wa mkusanyiko wa plaques beta-amyloid, conglomerations mnene ya protini ambayo haifanyi kazi kwa usahihi. Ugonjwa wa Parkinson unahusishwa na ongezeko la protini inayojulikana kama alpha-synuclein ambayo ni sumu kwa seli za kiini cha substantia nigra katika ubongo wa kati.

Kwa protini kufanya kazi kwa usahihi, wanategemea sura yao tatu-dimensional. Mlolongo wa mstari wa asidi amino hujikunja katika umbo tatu-dimensional ambayo inategemea mwingiliano kati na kati ya asidi amino hizo. Wakati folding inasumbuliwa, na protini huchukua sura tofauti, huacha kufanya kazi kwa usahihi. Lakini ugonjwa huo sio matokeo ya kupoteza kazi ya protini hizi; badala yake, protini hizi zilizobadilishwa huanza kujilimbikiza na zinaweza kuwa sumu. Kwa mfano, katika Alzheimers, alama ya ugonjwa huo ni mkusanyiko wa plaques hizi za amyloid katika kamba ya ubongo. Neno lililoundwa kuelezea aina hii ya ugonjwa ni “proteopathia” na linajumuisha magonjwa mengine. Ugonjwa wa Creutzfeld-Jacob, lahaja ya binadamu ya ugonjwa wa prion inayojulikana kama ugonjwa wa ng'ombe wa wazimu katika bovini, pia unahusisha mkusanyiko wa plaques za amyloidi, sawa na Alzheimeri.Magonjwa ya mifumo mingine ya chombo yanaweza kuanguka katika kundi hili pia, kama vile fibrosis ya cystic au kisukari cha aina 2. Kutambua uhusiano kati ya magonjwa haya imependekeza uwezekano mpya wa matibabu. Kuingilia kati na mkusanyiko wa protini, na pengine mapema uzalishaji wao wa awali ndani ya seli, inaweza kufungua njia mpya za kupunguza magonjwa haya makubwa.

Sura ya Mapitio

Msingi wa ishara ya umeme ndani ya neuroni ni uwezekano wa hatua unaoenea chini ya axon. Kwa neuroni kuzalisha uwezo wa hatua, inahitaji kupokea pembejeo kutoka chanzo kingine, ama neuroni nyingine au kichocheo cha hisia. Pembejeo hiyo itasababisha kufungua njia za ion katika neuroni, na kusababisha uwezekano uliowekwa kulingana na nguvu ya kichocheo. Potentials hadhi inaweza kuwa depolarizing au hyperpolarizing na inaweza summate kuathiri uwezekano wa neuroni kufikia kizingiti.

Uwezekano uliowekwa unaweza kuwa matokeo ya uchochezi wa hisia. Ikiwa kichocheo cha hisia kinapokelewa na dendrites ya neuroni ya hisia ya unipolar, kama vile neuroni ya hisia inayoishia kwenye ngozi, uwezo uliowekwa hadhi huitwa uwezo wa jenereta kwa sababu inaweza kuzalisha moja kwa moja uwezo wa hatua katika sehemu ya awali ya akzoni. Ikiwa kichocheo cha hisia kinapokelewa na seli maalum ya receptor ya hisia, uwezo uliowekwa huitwa uwezo wa receptor. Uwezekano uliowekwa uliozalishwa na mwingiliano kati ya neurons kwenye sinepsi huitwa uwezo wa postsynaptic (PSPs). Depolarizing hadhi uwezo katika sinepsi inaitwa msisimko PSP, na hyperpolarizing hadhi uwezo katika sinepsi inaitwa pingamizi PSP.

Sinapses ni mawasiliano kati ya neurons, ambayo inaweza kuwa kemikali au umeme katika asili. Sinapses ya kemikali ni ya kawaida zaidi. Katika sinepsi ya kemikali, neurotransmitter inatolewa kutoka kipengele cha presynaptic na hutengana katika cleft ya sinepsi. Neurotransmitter hufunga kwa protini ya receptor na husababisha mabadiliko katika membrane ya postsynaptic (PSP). Neurotransmitter lazima iinactivated au kuondolewa kutoka cleft sinepsi ili kichocheo ni mdogo kwa muda.

Tabia fulani za sinepsi hutofautiana kulingana na mfumo wa nyurotransmita zinazozalishwa na neuroni hiyo. Mfumo wa cholinergic hupatikana kwenye makutano ya neuromuscular na mahali fulani ndani ya mfumo wa neva. Asidi amino, kama vile glutamate, glycine, na asidi gamma-aminobutyric (GABA) hutumiwa kama neurotransmitters. Neurotransmitters nyingine ni matokeo ya asidi amino kuwa enzymatically kubadilishwa, kama katika amines biogenic, au kuwa covalently bonded pamoja, kama katika neuropeptides.

Maswali ya Link Interactive

Tazama video hii ili ujifunze kuhusu muhtasari. Mchakato wa kubadili ishara za umeme kwa ishara za kemikali na nyuma inahitaji mabadiliko ya hila ambayo yanaweza kusababisha ongezeko la muda mfupi au kupungua kwa voltage ya membrane. Ili kusababisha mabadiliko ya kudumu katika kiini cha lengo, ishara nyingi huongezwa pamoja, au zinahitimishwa. Je, summation ya anga inapaswa kutokea kwa mara moja, au ishara tofauti zinaweza kufika kwenye neuroni ya postsynaptic kwa nyakati tofauti kidogo? Eleza jibu lako.

Jibu: Ishara ya pili kutoka kwa neuroni tofauti ya presynaptic inaweza kufika kidogo baadaye, kwa muda mrefu kama inapofika kabla ya kwanza kufa, au hupoteza.

Tazama video hii ili ujifunze kuhusu kutolewa kwa neurotransmitter. Uwezo wa hatua unafikia mwisho wa axon, inayoitwa terminal ya axon, na ishara ya kemikali inatolewa ili kumwambia kiini cha lengo kufanya kitu, ama kuanzisha uwezo mpya wa hatua, au kukandamiza shughuli hiyo. Katika nafasi fupi sana, ishara ya umeme ya uwezo wa hatua inabadilishwa kuwa ishara ya kemikali ya neurotransmitter, na kisha kurudi kwenye mabadiliko ya umeme kwenye membrane ya seli ya lengo. Je! Ni umuhimu gani wa njia za kalsiamu za voltage katika kutolewa kwa neurotransmitters?

Jibu: Uwezo wa hatua hupunguza utando wa seli wa terminal ya axon, ambayo ina kituo cha Ca ²⁺ cha voltage. Mabadiliko hayo ya voltage yanafungua kituo ili Ca ^2+iweze kuingia terminal ya axon. Ions ya kalsiamu hufanya iwezekanavyo kwa vidonda vya synaptic kutolewa yaliyomo yao kupitia exocytosis.

Mapitio ya Maswali

Swali: Ni kiasi gani cha mabadiliko katika uwezo wa utando ni muhimu kwa summation ya uwezekano wa postsynaptic kusababisha uwezekano wa hatua inayozalishwa?

A. +30 mV

B. +15 mV

C. +10 mV

D. -15 mV

Jibu: B

Swali: Kituo kinafungua kwenye membrane ya postsynaptic ambayo husababisha ioni hasi kuingia kwenye seli. Ni aina gani ya uwezo hadhi ni hii?

A. kuondoa polarizing

B. repolarizing

C. hyperpolarizing

D. yasiyo ya polarizing

Jibu: C

Swali: Nini neurotransmitter hutolewa kwenye makutano ya neuromuscular?

A. norepinephrine

B. serotonin

C. dopamine

D. asetilikolini

Jibu: D

Swali: Ni aina gani ya receptor inahitaji protini ya athari ili kuanzisha ishara?

A. biogenic amini

B. receptor ionotropic

C. mfumo wa cholinergic

D. receptor ya metabotropic

Jibu: D

Swali: Ni ipi kati ya neurotransmitters zifuatazo zinazohusishwa na kuzuia peke?

A. GABA

B. asetilikolini

C. glutamate

D. norepinephrine

Jibu: A

Maswali muhimu ya kufikiri

Swali: Kama kiini postsynaptic ina sinepsi kutoka seli tano tofauti, na tatu kusababisha EPSPs na wawili wao kusababisha IPSPs, kutoa mfano wa mfululizo wa depolarizations na hyperpolarizations ambayo kusababisha neuroni kufikia kizingiti.

EPSP1 = +5 mV, EPSP2 = +7 mV, EPSP 3 = +10 mV, IPSP1 = -4 mV, IPSP2 = -3 mV. 5 + 7 + 10 - 4 - 3 = +15 mV.

Swali: Kwa nini receptor ni kipengele muhimu kinachoamua athari ya neurotransmitter ina kwenye seli ya lengo?

A. neurotransmitters tofauti na receptors tofauti. Hivyo, aina ya receptor katika kiini cha postsynaptic ni nini kinachoamua njia gani za ion zinafunguliwa. Acetylcholine kisheria kwa receptor nicotinic husababisha cations kuvuka membrane. GABA kisheria kwa receptor yake husababisha kloridi anion kuvuka utando.

faharasa

biogenic amine

darasa la neurotransmitters ambayo ni enzymatically inayotokana na amino asidi lakini hakuna tena kundi carboxyl

sinapsi ya kemikali

uhusiano kati ya neurons mbili, au kati ya neuroni na lengo lake, ambapo nyurotransmita inatofautiana katika umbali mfupi sana

mfumo wa cholinergic

mfumo wa neurotransmitter wa acetylcholine, ambayo inajumuisha receptors zake na acetylcholinesterase ya enzyme

protini ya athari

enzyme ambayo huchochea kizazi cha molekuli mpya, ambayo hufanya kama mpatanishi wa intracellular wa ishara inayofunga kwa receptor

synapse ya umeme

uhusiano kati ya neurons mbili, au seli zozote mbili za umeme, ambapo ions inapita moja kwa moja kupitia njia Guinea utando wao wa karibu wa seli

excitatory postsynaptic uwezo (EPSP)

hadhi uwezo katika membrane postsynaptic kwamba ni matokeo ya depolarization na hufanya uwezekano wa hatua zaidi uwezekano wa kutokea

jenereta uwezo

hadhi uwezo kutoka dendrites ya seli unipolar ambayo inazalisha uwezo action katika sehemu ya awali ya axon kwamba seli

G protini

guanosine triphosphate (GTP) hydrolase ambayo kimwili hatua kutoka protini receptor kwa protini athari ili kuamsha mwisho

pingamizi postsynaptic uwezo (IPSP)

hadhi uwezo katika utando postsynaptic kwamba ni matokeo ya hyperpolarization na hufanya hatua uwezo chini ya uwezekano wa kutokea

receptor ya metabotropic

neurotransmitter receptor ambayo inahusisha tata ya protini zinazosababisha mabadiliko ya kimetaboliki katika seli

receptor ya muscarinic

aina ya protini ya receptor ya acetylcholine ambayo inajulikana pia kumfunga muscarine na ni receptor ya metabotropic

neuropeptide

neurotransmita aina kuwa ni pamoja na molekuli protini na minyororo mfupi ya amino

receptor ya nikotini

aina ya protini ya receptor ya acetylcholine ambayo inajulikana pia kumfunga kwa nikotini na ni receptor ionotropic

uwezo wa baada ya synaptic (PSP)

uwezo uliowekwa katika utando wa postsynaptic unaosababishwa na kumfunga kwa neurotransmitter kwa receptors za protini

uwezo wa receptor

uwezo uliowekwa katika kiini maalumu cha hisia ambacho husababisha moja kwa moja kutolewa kwa neurotransmitter bila uwezo wa kuingilia kati

muhtasari wa anga

mchanganyiko wa uwezekano hadhi katika utando wa seli neuronal unasababishwa na ishara kutoka vipengele tofauti presynaptic kwamba kuongeza hadi kuanzisha action uwezo

muhtasari

kuongeza pamoja, kama katika mabadiliko ya jumla katika uwezekano wa postsynaptic kuelekea kufikia kizingiti kwenye membrane, ama katika muda wa membrane au zaidi ya muda fulani

ufa wa sinepsi

pengo ndogo kati ya seli katika sinepsi ya kemikali ambapo neurotransmitter inatofautiana kutoka kipengele cha presynaptic hadi kipengele cha postsynaptic

muhtasari wa muda

mchanganyiko wa uwezekano uliowekwa kwenye eneo moja kwenye neuroni, na kusababisha ishara kali kutoka kwa pembejeo moja