Transmiterea şi procesarea

semnalului în sistemul nervos

II. Transmiterea nonsinaptică

Transmiterea efaptică

Transmiterea auto- paracrină

Transmiterea hormonală

I.Transmiterea sinaptică

Transmiterea sinaptică electrică

Transmiterea sinaptică chimică

Transmiterea sinaptică

chimică

I. Date generale

SNC - 1011 neuroni;

Transmiterea şi procesarea

semnalului în sistemul nervos

- 1000 sinapse/neuron

- alte mecanisme de comunicare

- neuron=microprocesor ?

Transmiterea şi procesarea

semnalului în sistemul nervosRepere istorice

L.Galvani- electricitatea animală 1797

A.Volta-bateria electrică 1800

H.C.Oersted-electromagnetism 1820

Transmiterea şi procesarea

semnalului în sistemul nervosRepere istorice

Otto Loewi-1920- Ach

Cole K. S şi Curtis.H -1939

impedanţa electrică, giant axon

Ch. Sherrington – 1897, Sinapsa

Hodkin A.L. & Huxley A.F.1939,PA/Na

Sinapsa chimică

Segment

presinaptic

E

AGONIŞTI

ANTAGONIŞTI

Sinapsă excitatorie

Sinapsă inhibitorie

Celulă

glială

Segment

postsinaptic

Neurotransmiţători cu moleculă mică şi enzimele lor de biosinteză

Neurotransmiţător Enzime Activitate

ACETIL COLINĂ Colin acetiltransferază Specifică

AMINE BIOGENE

Dopamină Tirozin hidroxilază Specifică

Epinefrină Tirozin hidroxilază şi dopamin b hidroxilază

Norepinefrină Tirozin hidroxilază şi dopamin b hidroxilază

Specifică

Serotonină Triptofan hidroxilază Specifică

Histamină Histidin decarboxilază Specificitate incertă

AMINOACIZI

GABA Glutamat decarboxilază Specificitate probabilă

Glutamat Enzime din metabolismul general

Cale specifică nedeterminată

Glicină Enzime din metabolismul general

Cale specifică nedeterminată

Peptide cerebrale neuroactive clasificate după localizarea tisulară

Categoria Peptide

HORMONI ELIBERATORI HIPOTALAMICI

TRH, GnRH, Somatostatin, CRH, GH-RH

HORMONI NEUROHIPOFIZARI Vasopresină, Oxitocină

PEPTIDE HIPOFIZAREACTH, B-endorfină, A-MSH, Prolactină, LH, GH, TSH

PEPTIDE GASTROINTESTINALE

VIP, CCK, Gastrină, Neurotensină, Met-Enkefalină, Leu-Enkefalină, SP, Insulină, Glucagon, Bombezină, Secretină, SST, TRH, Motilină

PEPTIDE CARDIACE PAN

ALTELE

Angiotensina II, Bradikinină, Calcitonină, CGRP, NPYY, Galanină, Substanţa K (Neurokinina A), Peptide de somn

Sinapsa colinergică

Receptori colinergici.

Nicotinici (N)

Ag.nicotina

Atg. d-tubocurarina

Muscarinici (M)

Ag.muscarina, pilocarpina

Atg. atropina

Ag.oxotremorina

Atg. propilbenzilcolina

Nicotinici musculari

Ag.feniltrimetilamoniu

Atg. d-tubocurarina

Nicotinici neuronali

Ag.dimetilfenilpiperazina

citisina

Atg. trimetafan, bungarotoxin

embrionar

(α1)2βγδ

jonctional

(α1)2βεδ

nicotinici

neuronali

α 2-10

nicotinici

neuronali

β2-5

muscarinici

M1-5

R. MUSCARINICI

Muscarinici M1

pirenzepin

Muscarinici M2

metoctramină

Muscarinici M3

hexahidrosiladifenidol

Muscarinici M4

himbacină

Muscarinici M5

?

I. Distribuţia periferică

- m.scheletic (N)

- s n v (N+M)

II. Distribuţia centrală – SNC (N+M)

Distribuţia receptorilor colinergici

III. Alte roluri

orgs. unicelulare orgs. pluricelulare

dezvoltare

diferenţiere

Receptorii nicotinici musculari embrionari

- pe toată suprfaţa fibrei musculare

neinervată sau denervată

- au o rată mare a turnover-lui

I.Distribuţia receptorilor colinergici

Receptorii nicotinici musculari joncţionali

- la nivelul joncţiunii neuromusculare

- au o rată mică a turnover-lui

Receptorii nicotinici neuronali

I.Distribuţia receptorilor colinergici

Receptorii muscarinici neuronali

- gg. postsinp. sp.,psp. şi MS.

- sp.şi psp.din creasta neurală,

au proprietăţi identice

- postgg.psp.- m.n.visceral, miocard

glande secretorii

- postgg.sp.- piloerecţie, sudoraţie

II.Distribuţia receptorilor colinergici

- cel. Renshaw

-interneuronilor-corpul striat- controlul

motor extrapiramidal şi memorie

-neuronilor de proiecţie:

din nc.bazali,conectati cu hipocampusul

bulbul olfactiv şi cortex.(Meynert- b. Alz.

-din tr.cerebral, conectati cu talamusul,

nc. interpeduncular,coliculii. sup

Sistemul Colinergic (Neurochemistry of Consciousness.

Neurotransmitters in mind by Elaine Perry,Heather Ashton, Allan

Young. John Benjamins BV. 2002)

Transportor

de colina

Transportor

Transportor

vezicular de ACh

Muscarinici

carbachol

edrofoniu

Muscarinici

atropina

Sinapsa Colinergica

Sindr. M.Gravis...

ACh

ACh

fizostigmina

vesamicol

hemicolinium

AChAch

AChE

Colina + Ac-Colina + Ac -

ACh

Colina

AcCoA

ChAT

Nicotinici nn.

lobelina

Nicotinici musc.

suxametoniu

Nicotinici nn.

hexametoniu

Nicotinici musc.

D-tubocurarina

Trasportor de colina (ChT)

- 13 segmente transmembranare

- grad mare de conservare

filogenetică

- in neuron, Na dependent, situsuri de

fosforilare, (Km= 1-5 µ mol/L)

- in alte ţesuturi, (Km=10-100µ mol/L)

- co-localizat în membr. veziculară

cu VAchT şi în membrana sinaptică

Trasportor de colina (ChT)

- blocarea endocitozei colinei

- nr. şi activităţii ChT din

membrana sinaptică

- stimularea sintezei şi elib. ACh - nr. şi activităţii ChT din

membrana sinaptică

- captarea Ch = factor de control

al biosintezei şi eliberării ACh

- tratamentul cu hemicolină

Transportor vezicular de

acetilcolina (VAChT)

- 12 segmente transmembranare

- gena localizată pe Cr.X in apropierea

genei de sinteza a ChAT

- este inhibat selectiv de vesamicol

- este un antiporter H+ / ACh, ATP

depentent

Acetilcolinesteraza (AChE)

-Este un important factor de control

al transmiterii sinaptice

- animale knock out prezinta un tremor

continuu, dezvoltare deficitară, disfuncţii

neurologice

-Inhibitori AChE: sarinul, compuşi

organofosforici induc fibrilaţii

musculare, blocarea activităţii musculare

Acetilcolinesteraza (AChE)

-succinilcolina blocant muscular

competitiv - miorelaxant

- anticolinesteraze - tratament pentru

miastenia gravis, B.Alzhaimer

-inhibitori reversibili: edrofonium,

galamina

sinapsa glutamatergică

Sinapsa glutamatergica

Transportori sinaptici

Sinapsa GABAergică

Benzodiazepines

Nonbenzodiazepine

(Zolpidem)

Barbiturice

Methaqualone

Baclofen

Muscimol

Progabide

Tiagabine

Bicuculline

Metrazol

Flumazenil

Sinapse cu amine biogene

Adrenergice

Noradrenergice

Dopaminergice

Serotoninergice

Histaminergice

Sistemul dopaminergic

Dopamine transporters in the cortex are

concentrated in cingulate and medial

prefrontal regions.While cholinergic and

noradrenergic systems are said to be

involved in ‘low level’ aspects of attention

(e.g. Attentional orienting), the

dopaminergic system contributes to

motivated behaviours and is said to be

associated with more ‘executive’ aspects

of attention such as attentional set-

shifting or working memory. It has

recently been suggested that dopamine

rather than signalling pleasure may

function to highlight significant stimuli

Sistemul Dopaminergic (Neurochemistry of Consciousness.

Neurotransmitters in mind by Elaine Perry,Heather Ashton,

Allan Young. John Benjamins BV. 2002)

Sinapsa Serotoninergică

Rapport, Green and Page 1948-serotonin- Esparmer – enteramin- Twarog and Page -1953- creier

Rol- ritm circadian, emoție, depresie, anxietate, ef. vegetative

Sinapsa Histaminergică

Neuroni histaminergici-hipotalamici

Rol-comportament

Transmiterea şi procesarea

semnalului în sistemul

nervos

II. Transmiterea nonsinaptică

Transmiterea efaptică

Transmiterea auto- paracrină

Transmiterea hormonală

Un model tridimensionalal sinapsei electrice:

A. Secţiune prin sinapsă. Fiecare din cele douămembrane conţine câteo jumătate din canalulsinaptic.

B.Conformaţia conexonului

variază cu stareaînchis/deschis.

Particularități functionale:-mecanism molecular-sens, durată-control

-voltaj membranar-Ca, pH,

Transmitere efaptică

Bilateral processing in chemical synapses with electrical 'ephaptic' feedback: a theoretical model. Savtchenko LP. Math Biosci. 2007 May;207(1):113-37. Epub 2006 Oct 7.PMID: 17112549

Rhythmic neuronal discharge in the medulla and spinal cord of fetal rats in the absence of synaptic transmission. Ren J, Momose-Sato Y, Sato K, Greer JJ. J Neurophysiol. 2006 Jan;95(1):527-34. Epub 2005 Sep 7

Myoclonus of peripheral origin: two case reports.Tyvaert L, Krystkowiak P, Cassim F, Houdayer E, Kreisler A, Destée A, Defebvre L. Mov Disord. 2009 Jan 30;24(2):274-7

++++

++++

Axon hillock

Neuron presinaptic

Neuron postsinaptic

Neuron presinaptic

Modularea transmiterii

semnalului

Componenta trigger si de conducere

Canale de Na+ voltaj- dependenteModularea activităţii

Na+receptor

Gk

PLC

PKC

activ

[Ca2+]

PKC

inactiv

RACK

P

Ptdins(4,5)P2

DAG

Inhibarea C Na

incetinirea inactivării

Dopamina,D1,AMPc,PKA

Alţi modulatori

Muscarina Ach-PLC

Cocaina efectul DA

Fosfataza 1,2aCalcineurina

Defosforilare

Na1.8- PGE2 AMPC,

efect opus

TTX rezistent