Neuronens Fysiologi 2. Spänningskänsliga jonkanaler

Relevanta dokument
Neuronens Fysiologi 1

Vad menas med att mäta biopotentialer. Bioelektriska signaler. Sammanfattning I. Sammanfattning I. Vilka är de?

Karl Åkerman Kaj Karlstedt. Synapser

Hos ringmaskar består nervsystemet huvudsakligen av nervsträngar med knutpunkter, ganglier.

Nervsystemet. Människans fysiologi kap3

CNS + Muskler del 1 detta bör ni behärska

Karl Åkerman Kaj Karlstedt. Synapser

Nervsystemets utveckling. Hos ringmaskar består nervsystemet huvudsakligen av nervsträngar med knutpunkter, ganglier.

Neuronens Fysiologi 3. Receptorer G-protein kopplade Ligand aktiverade, dvs receptorkanaler

Från receptorpotential till aktionspotential

1. Introduktion. Biopotentialers ursprung

NERVCELLERS RETBARHET OCH FORTLEDNING

Varför är Ca 2+ -kanalbockerare selektiva? Effekt på hjärtat men inte på muskelceller

Neuronens Fysiologi 3. Jonkanaler Ligand aktiverade

Membran-Nervcells-fysiologi-II

Synapser. ehagglund.se

Smak- och luktsinnet. 9 sept 2013

MÄNNISKANS FYSIOLOGI ht 2016 SLUTTENTAMEN del 1, 2 december 2016

Nervsystemet. Mikro och makrostruktur, begrepp att bygga på. Mikrostrukturen. Dendriter Mottagande delen. Soma. Axon hilloc Trigger Komponent

Uttagning för D21E och H21E

Remote control Fjärrströmbrytare / Fjernstrømbryter

Kursbok: The immune system Peter Parham

Signaltransduktion. Signalling by the membrane. Fosfatidylinositol och sekundära budbärare CMB

Windlass Control Panel v1.0.1

Funktionell betydelse av co-lokalisering av transmittorer

5. Transkriptionell reglering OBS! Långsam omställning!

BIOELEKTRICITET. Sammanfattning:

Medicin A, Medicinsk temakurs 1, 30 högskolepoäng, Tema Respiration-Cirkulation Skriftlig tentamen 24 oktober 2011

Komponenter Removed Serviceable

Fråga 8 18 besvaras och läggs i ett grönt omslag. Istället för lärarens namn på

Kapitel Var är vi i kursen???

SJSE11 Anatomi, normalfysiologi och patofysiologi I

Neuronen 11/22/2012. Översikt. Artificiell nod. Kommunikation. Neuronen som detektor. Syftet med återstående föreläsningarna

Hjärtstimulerande medel. Antiarytmika. Kap 21

Nervceller och nervsystem 2

Ord. Dugga Där inte annat anges ger svaret 1 poäng, 0.5 poäng kan utdelas.

Muscle Tissue. Skeletal Muscle Cardiac Muscle

KURSVECKA 2: NERVCELLERS UPPBYGGNAD, AKTIONSPOTENTIAL OCH SYNAPSER

Inledning. Cellens fysiologi

Tentamen Medicin, Fysiologi, 7,5hp. Kurskod: MC021G, MC1411 Provkod: 0500 Kursansvarig: Per Odencrants Examinator: Eva Oskarsson

Membranegenskaper-hur modellera/förstå?

Alias 1.0 Rollbaserad inloggning

Biologiska membran Kap 10 fig10-1, 15, 18, 19 & med tillhörande beskrivningar. Övrigt är repetition.

1. Unpack content of zip-file to temporary folder and double click Setup

Isolda Purchase - EDI

FORTA M315. Installation. 218 mm.

Cellen. Cellen. Celler. Cellen utgör den minsta strukturella och funktionella enheten i all levande materia. Vår kropp består av ca 70% vatten

Installation Instructions

Cellbiologi: Intracellulär sortering och cellsignalering

EKG-utbildning Hösten Huset bakifrån. Huset framifrån. Gunnel Hansson BoF, klinisk fysiologi och nuklearmedicin SUS Lund

Medicin A, Medicinsk temakurs 1, 30 högskolepoäng Tema Neuro/Rörelse + Sinne/Psyke Skriftlig tentamen 29 november 2011

DET AKADEMISKA SKRIVANDETS POLITISKA EKONOMI. Träff 1, 6/9 2018

Skademekanismer i hjärnan efter hjärnischemi

Tentamen Medicin, avancerad nivå, Fysiologi och anatomi 7,5hp. Kurskod: MC2016. Kursansvarig: Per Odencrants

Fri kunskap, i sann socialistisk anda

Design by Voice. Azzaro

Muskelns Fysiologi. Skelettmuskeln

Adress 15. August 2014

EXTERNAL ASSESSMENT SAMPLE TASKS SWEDISH BREAKTHROUGH LSPSWEB/0Y09

Design Service Goal. Hantering av demonterbara delar som ingår i Fatigue Critical Baseline Structure List. Presentatör

Förändrade förväntningar

Omtentamen: Medicin A, Fysiologi med anatomi och immunologi 15hp. Kurskod: MC1032. Kursansvarig: Gabriella Eliason.

Resultat:... (Cellbiologi:... Immunologi...) Betyg...

Kvalitetsarbete I Landstinget i Kalmar län. 24 oktober 2007 Eva Arvidsson

#minlandsbygd. Landsbygden lever på Instagram. Kul bild! I keep chickens too. They re brilliant.

Linköpings universitet

Integrerad signaltransduktion

APOPTOS Programmerad celldöd

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

MUSKELFYSIOLOGI detta bör ni behärska

Klassificering av brister från internaudit

Styrning och samordning (kontroll och koordination) Nervsystemet vs hormonsystemet

TENTAMEN FYSIOLOGI 7.5 HP 3FF112, receptarieprogrammet

J. Japan Association on Odor Environment Vol. -1 No. 0,**0 431

Syns du, finns du? Examensarbete 15 hp kandidatnivå Medie- och kommunikationsvetenskap

Grafisk teknik IMCDP. Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Grafisk teknik IMCDP IMCDP IMCDP. IMCDP(filter) Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Biofysikalisk nervcellsmodellering Nervcellens elektriska egenskaper. Laborationshandledning

MÄNNISKANS FYSIOLOGI ht 2015 REST SLUTTENTAMEN del 2, 14 januari 2016

SkillGuide. Bruksanvisning. Svenska

Grafisk teknik. Sasan Gooran (HT 2006)

Självkörande bilar. Alvin Karlsson TE14A 9/3-2015



Assigning Ethical Weights to Clinical Signs Observed During Toxicity Testing

Signaltransduktion och Receptorfarmakologi. Signaltransduktion och Receptorfarmakologi. RTE-Modellen

Resultat:... (Cellbiologi:... Immunologi...) Betyg...

Pre-Test 1: M0030M - Linear Algebra.

CCTV eller dispens? Vad göra åt kravet på övervakning av området utanför cockpit från båda pilotstolarna?

Preschool Kindergarten

Discovering!!!!! Swedish ÅÄÖ. EPISODE 6 Norrlänningar and numbers Misi.se

Utfärdad av Compiled by Tjst Dept. Telefon Telephone Datum Date Utg nr Edition No. Dokumentnummer Document No.

Anatomi-Fysiologi. Fundamentals of Anatomy and Physiology (8. uppl.), kap. 10 (s ) Dick Delbro. Vt-10

Neural bas för kognition

Neurovetenskap. Centrala teman med relevans för f kognitionsvetenskap

PbD rent konkret. Från en insnöad forskares perspektiv. Tobias Pulls. 7 September Karlstads universitet

Alistair LED trapphusarmatur Installationsmanual Alistair (UC03 sensor)

Transkript:

Neuronens Fysiologi 2 Spänningskänsliga jonkanaler

SPÄNNINGSKÄNSLIGA KANALER Na + kanaler aktionspotentialen K + kanaler aktionspotentialen inhibition Ca 2+ kanaler transmitter frisättning plasticitet Cl - kanaler inhibition

Membranpotentialen bestämmer om kanalerna är öppna eller stängda

Spänningskänsliga jonkanaler funktionella delar I Kanaldel dvs en por eller ett hål genom membranet II Portar - aktiveringsport och inaktiveringsport som öppnar resp. sluter kanalen båda är spänningskänsliga III Gating (= öppning och slutning) av portar IV Selektivitetsfilter= ett filter som åtskiljer olika joner från varandra V Spännings sensor

Funktionella enheter i en Na + kanal + Functional units in a Na channel Na + Channel O Na + O O O O Selectivity filter Activation gate Na + Inactivation gate

Selektivitetsfilter Bestämmer vilken jon släpps igenom kanalen Samtliga joner har ett specifikt vattenhölje vattenmolekylerna organiserar sig kring jonen så att syregrupperna attraheras till den positiva laddningen och väteatomerna sprätar bort från jonen

Na + jonens vattenhölje

Syregrupper inne i kanalen liknar jonens vattenhölje och jonen kan passera genom kanalen

Endast Na + passar in i en Na + kanal eftersom dess vattenhölje motsvarar strukturen i selekivitetsfiltret Na +

K + passar inte in i Na + kanalen Na +

Crystal structure of the selectivity filter of a K + channel K + movement through the channel involves 4 separate selectivity filters The hydrated K + ion is dehydrated at the inner surface of the membrane

En spänningskänslig kanals struktur ELECTROPHORUS ELECTRICUS Den elektriska ålens Na + kanals struktur utreddes först

En spänningskänslig kanals struktur

Na kanalens öppningssekvens Depolarisering till tröskelvärdet öppning av aktiveringsport Na+ flödar in stängning av inaktiveringssport Na+ flödet stannar> repolarisering >kanalen är refraktor stängning av aktivationsport Inaktiveringsporten öppnas - kanalen är färdig att öppnas vid följande depolarisering

Na kanalens öppningssekvens

Na + kanalens aktiverings och inaktiverings sekvens en inaktiverad kanal kan inte öppnas med depolarisering + Na channel gating Resting Depolarization Refractory Activation Inactivation

Na + kanalens aktiverings och inaktiverings sekvens därför är den refraktär + Na channel gating Resting Depolarization Refractory Activation Inactivation

Na + kanalens aktiverings och inaktiverings sekvens sekvensen tar endast 2 msekunder + Na channel gating Resting Depolarization Refractory Activation Inactivation

Hur går den elektriska signalen dvs aktionspotentialen framåt längs axonen? Propagering

Propagering

Propagering vila + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Propagering depolarisering till tröskelvärde + + + + + + + + + + + + + + + + + + -+ + - - - - - - - - - - - - - - -

Propagering kanal no 1 aktiveras aktionspotentialens stigande fas + + + + + + + + + + + + + + + + + + -+ + Na+ + + - - - - - - - - - - - - - - -

Propagering inaktivering (refraktär) av kanal no 1 aktivering av kanal 2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - +++ Na+ + + - - -

Propagering vilotillstånd kanal no1 inaktivering kanal 2 aktivering kanal 3 + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - +++ Na+

Propagering vila kanal no 1 och 2 inaktivering kanal no 3 + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - -

Propagering - vila + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - -

En mängd toxiner från olika giftiga djur och växter påverkar specifikt Na + kanalen + Na channel toxins

Spänningskänsliga Na + -kanaler: toxiner Tetrodotoxin Batrachotoxin - och -skorpiontoxiner Veratridin

Bollfisken före den hamnar i stekpannan

Zombies According to widespread Haitian beliefs, voodoo sorcerers (bokors) would administer a 'magic powder' to their victim. The victim would lapse into a state of such low metabolic activity that he (or she) might appear clinically dead. The poor soul would then be buried alive, only to be rescued days later by the sorcerer who dug him up, fed him an hallucinogenic concoction, and sold him as a slave, often to sugar plantations. If the zombie could free himself, he can still be spotted by his glassy eyes, limited speech capability, nasal voice and slow and 'goofy' movements.

Zombies On analysing the bokors samples, Davis found that they contained a number of ingredients, including fresh remains of human cadavers, noxious toads, nettles, as well as parts of a puffer fish (Sphoeroides testudineus) found in Haitian waters. It was this fish that puzzled Davis, since puffer fish and the similar porcupine fish (Diodon hystrix) are known to contain tetrodotoxin, a potent toxin that can block the sodium channels between nerve endings and can cause paralysis and death

Olika toxiner har olika verkan på Na + kanaler

saxitoxin produceras i plankton eller blågröna alger Utnyttjades i första lyckade försöket att isolera Na + kanalen från electrophorus electricus

Saxitoxin produceras av blågröna alger

Lokalanestetika eller bedövningsmedel verkar genom att hämma Na + kanaler Detta sker via såkallat use dependent block dvs ju mer kanalen öppnas ju starkare blockeras den Därför påverkas främst smärtnerver vid lokalanestesi vid ingrepp Inward current -90 2 ms -40 membrane potential 6 5 4 3 2 1 xylokain

Typiska lokalanestetika Xylokain benzokain prokain kokain mest användt som lokalbedövningsmedel och vid hjärtarytmier används vid öroningrepp

K + -KANALER K + kanalerna strävar att göra membranpotentialen mera negativ dvs hyperpolarisera cellen. Det finns en mängd K + kanaler med olika funktion. Na+ Na+ K + Na+ Na+ Na+ Na+ K + K + K + K + K + K + K + K + - + - + - + - + Vissa har betydelse för upprätthållandet av vilopotentialen Vissa har betydelse vid aktionspotentialens fallande fas

Olika funktionella K + kanaltyper De såkallade Inward rectifier kanalerna öppnas vid hyperpolarisering och har betydelse för upprätthållandet av vilopotentialen. Delayed rectifier kanalerna igen öppnas vid stor depolarisering och bestämmer aktionspotentialens fallande fas. A kanalerna öppnas vid små depolariseringar och reglerar vilopotentialen samt eventuellt aktionspotentialen.

Olika funktionella K + kanaltyper kanaltyp egenskap funktion INWARD RECTIFIER inward rectifier öppnas vid höga vilopotential membranpotentialer M-current öppnas av vilopotential camp,stängs långsam EPSP av PI-kopplade receptorer ATP-reglerade Stängs av ATP vilopotential kanaler öppnas av ADP koppling till energi omsättning

Olika funktionella K + kanaltyper DELAYED RECTIFIER delayed rectifier öppnas vid depolari- Aktionspotentialens serande membran falland fas potentialer Ca2+ Stimuleras av intra- autonom aktivitet aktiverade cellulärt Ca 2+ aktionspotentialers -BK kanaler -S kanaler frekvens

Olika funktionella K + kanaltyper A KANALER transient öppnande vid depolarisering både aktivering och inaktivering vilopotential aktionspotential

Olika funktionella K + kanaltypers spänningsberoende Den räta linjen visar en kanal vars öppnande och slutande är oberoende av spänningen över membranen. De övriga kurviga linjerna beror på kanalen öppnings och slutningsegenskaper.

Spänningskänsliga K + -kanaler: toxiner delayed rectifier Dendrotoxiner A-kanaler Charybdotoxin Scyllatoxiner inward rectifier Ca 2+ -aktiverade ATP-känsliga Apamin Titiustoxiner

I vila är Na + kanalerna och delayed rectifier stängda men inward rectifier öppen A. Resting A B C D + Na channel Inward Delayed closed rectifier rectifier open closed +++ - - - K +

Under aktionspotentialen stängs inward rectifier och Na + kanalerna och delayed rectifier öppnas i sekvens B/C. Action potential + Na channel open or inactivated Inward rectifier closed Delayed rectifier open B Na + C A D +++ +++ K +

Vila- inward rectifiern öppen + Na channel Inward Delayed closed rectifier rectifier open closed +++ - - - K +

Depolarisering inward rectifier stängs +++ - - - K +

Na + kanalen öppnas - - - Na + +++ K +

Na + kanalen inaktiveras delayed rectifiern öppnas +++ Na + - - - K +

vila + Na channel Inward Delayed closed rectifier rectifier open closed +++ - - - K +

Ca 2+ KANALER Hela idén med aktionspotentialen är att öppna Ca 2+ kanaler, som för informationen in i cellen via Ca 2+ bindande proteiner. Spänningskänsliga Ca 2+ kanaler har många olika funktioner i neuronen

Spänningskänsliga Ca 2+ kanaler betydelse Transmittorfrisättning Aktionspotential Neuroners överlevnad och utveckling Postsynaptisk signalering

Signalöverföring via Ca 2+ kanaler Ca 2+ binder kalmodulin Kalmodulin aktiverar CAMK CAMK fosforylerar målproteiner Cellulära funktioner aktiveras

Ca 2+ kanaler i dendriter och nervterminaler

Funtionella Ca 2+ kanalstyper T-kanaler Transienta kortvarigt öppna -kräver liten depolarisering(-30-40 mv) N- kanaler = Neuronala- transmitterfrisättning- hämmas av -conotoxin - öppnas -10-0 mv L-kanaler= långvarigt öppna- finns i olika vävnader hämmas av verapamil, dihydropyridiner (tex nifedipin) - öppnas -10-0 mv P-kanaler= purkinje cell- transmitterfrisättning- hämmas av -agatoxin - öppnas -10-0 mv R,Q etc som P

Spänningskänsliga Ca 2+ kanalers aktivationsekvens vissa såsom L-kanaler inaktiveras inte

Spänningskänsliga Ca 2+ kanalers egenskaper Olika Ca 2+ kanaler har altså olika spänningsberoende och olika inaktiveringshastighet. Från dessa egenskaper känner man igen olika Ca 2+ kanaltyper. Till strukturen liknar Ca 2+ kanalerna Na + kanaler. De har dessutom ytterligare subenheter som ger dem specifika egenskaper när det gäller reglering via neurotransmittorer