biologiczne mechanizmy zachowania seminarium + laboratorium M.Eng. Michal Adam Michalowski

Transkrypt

1 biologiczne mechanizmy zachowania seminarium + laboratorium M.Eng. Michal Adam Michalowski michal.michalowski@uwr.edu.pl

2 Sienkiewicza 21 (Katedra Fizjologii i Neurobiologii Molekularnej) Chałubińskiego 3 (Samodzielna Pracownia Biofizyki Układu Nerwowego)

3 biologiczne mechanizmy zachowania: regulamin kursu

4 Regulamin przygotowanie do zajęć obecność obowiązkowa: 1 nieobecność usprawiedliwiona 1 nieobecność nieusprawiedliwiona wszystkie kolokwia obowiązkowe kolokwia aktywność

5 Kolokwium na koniec każdych ćwiczeń, z aktualnego tematu 10 pytań otwarte oraz zamknięte obowiązek poprawy ndst. (jeden raz) nieobecność = odróbka kolokwium ocena poprawne odpowiedzi

6 Tematy! I: Czynności komórek nerwowych. Synapsa i neurotransmitery. Zagadnienia: 1. Struktura i funkcjonowanie neuronów oraz komórek gleju 2. Pobudliwość i pobudzenie (pochodzenie potencjału spoczynkowego; depolaryzacja; powstanie potencjału czynnościowego; potencjał następczy; EPSP; IPSP) 3. Pompa sodowo-potasowa i inne białka zaangażowanie w polaryzację/depolaryzację błony neuronu 4. Struktura, rodzaje i funkcjonowanie synaps 5. Przewodzenie impulsów we włóknach nerwowych 6. Neuroprzekaźniki i receptory: acetylocholina/receptory cholinergiczne, adrenalina i noradrenalina/receptory adrenergiczne, receptory GABA Literatura: Stanisław J. Konturek Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str ( ); ( ); ( ); (12.3.8) II: Mięśnie szkieletowe. Odruchy. Zagadnienia: 1. Struktura komórek mięśni poprzecznie prążkowanych 2. Unerwienie mięśni szkieletowych 3. Włókna intrafuzalne i ekstrafuzalne 4. Receptory ścięgniste Golgiego 5. Złącze nerwowo-mięśniowe 6. Molekularny mechanizm skurczu 7. Skurcz tężcowy, izometryczny i izotoniczny 8. Odruchy (łuk odruchowy, rodzaje odruchów, samoregulacja napięcia mięśniowego) Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str ( ); ( ) Traczyk W.Z. (1997). Fizjologia człowieka w zarysie. PZWL, W-wa, wyd. V lub nowsze Str

7 Tematy! III: Receptory skórne Zagadnienia: 1. Bodziec - charakter, pochodzenie, siła względem receptora 2. Czucie somatyczne podział i charakterystyka, zjawisko adaptacji 3. Receptory powierzchniowe: podział ze względu na szybkość adaptacji, precyzję działania i charakter bodźca 4. Termoreceptory i zakresy ich działania 5. Czucie bólu i receptory bólowe, polimodalność receptorów bólowych 6. Receptory opioidowe Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str ( ), (12.5 bez ) IV: Wzrok i oko Zagadnienia: 1. Zakres i cechy światła widzialnego 2. Oko jako układ optyczny 3. Funkcjonalna budowa oka i siatkówki. Plamka ślepa i plamka żółta. 4. Choroby oka: krótko- i dalekowzroczność, astygmatyzm, katarakta (zaćma), jaskra, dalekowzroczność starcza, daltonizm 5. Fotoreceptory, mechanizm widzenia 6. Widzenie skotopowe i fotopowe. Adaptacja do światła i ciemności 7. Pola recepcyjne komórek zwojowych w siatkówce oka. Widzenie kolorów. Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str ( )

8 Tematy! V: Oddychanie Zagadnienia: 1. Budowa układu oddechowego 2. Mechanizm wdechu i wydechu 3. Pojemność i wentylacja płuc 4. Wymiana gazowa, rola surfaktantu 5. Transport tlenu i dwutlenku węgla we krwi 6. Zasada działania hemoglobiny 7. choroby układu oddechowego Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str (3.7); ( ); ( ); 387 (surfaktant); (5.3.8 bez ); ( ); ( ); (5.7.11) VI: Słuch i równowaga Zagadnienia: 1. Fala akustyczna 2. Budowa i funkcjonowanie narządu słuchu 3. Budowa i funkcjonowanie narządu równowagi 4. Zakres słyszalności fal dźwiękowych ucha, próg słyszalności-> próg bólu Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str ( ); (12.7.5) VII: Węch i smak Zagadnienia: 1. Budowa i fizjologia komórek receptorowych węchu i smaku 2. Opuszka węchowa Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str (12.8 bez i ) VIII: Serce i układ krwionośny Zagadnienia: 1. Budowa i funkcjonowanie serca 2. Układ naczyniowy charakterystyka, budowa i zasady działania Literatura: Stanisław J. Konturek (2007) Fizjologia człowieka podręcznik dla studentów medycyny Str ( ); ( ); (4.4 do akapitu Dzięki rozgałęzieniom całkowita powierzchnia włącznie, bez dokładnych wartości ciśnienia i oporów) ; ( )

9 Ocena końcowa średnia ocen z kolokwiów + aktywność (+/- 0.05) ocena średnia ocen

10 układ nerwowy: neurony

11

12

13 neurony struktura: liczba wypustek (pseudo/jednobiegunowe, dwubiegunowe, wielobiegunowe) długości aksonów (projekcyjne i interneurony) morfologia (piramidalne, Purkiniego, gwiaździste, wrzecionowate, koszyczkowe...) funkcja: kierunek przekazywania sygnału (czuciowe, ruchowe, kojarzeniowe) neurotransmiter (cholinergiczne, gabaergiczne, glutaminergiczne, dopaminergiczne, serotoninergiczne )

14 neuron piramidowy: wielobiegunowy, projekcyjny kora mózgowa, hipokamp, ciało migdałowate drzewko apikalne i bazalne oraz akson kolce dendrytyczne neuron Purkyniego: wielobiegunowy, projekcyjny móżdżek GABA-ergiczne jedne z największych kolce dendrytyczne

15

16 neuron koszyczkowy: wielobiegunowy, interneuron kora mózgowa, hipokamp, móżdżek GABA-ergiczne aksonalny koszyczek wokół ciała komórki docelowego neuronu komórka dwubiegunowa (siatkówka): dwubiegunowa pomiędzy czopkami/pręcikami a komórkami zwojowymi w oku to tylko przykłady!

17

18 glej makroglej: w ośrodkowym UN: astrocyty funkcja strukturalna, odżywianie, metabolizm, jony, neuroprzekaźniki, modulacja synaps oligodendrocyty (osłonki mielinowe) kom. ependymalne (wyściółka) (wymiana na barierze krew-mózg, płyn mózgowo-rdzeniowy) w obwodowym UN: kom. Schwanna (osłonki mielinowe, fagocytoza) kom. satelitarne (podobnie do astrocytów) mikroglej: wyspecjalizowane makrofagi w centralnym układzie nerwowym

19

20

21

22 układ nerwowy: przekazywanie sygnału w neuronie

23 potencjał spoczynkowy Stężenie jonów wewnątrz oraz poza komórką określa potencjał elektryczny w poprzek błony komórkowej. Ten potencjał oraz jego zmiana jest sposobem na przekazywanie informacji.

24 kanały jonowe Ruch jonów w poprzek błony możliwy jest dzięki kanałem jonowym. Bramkowanie kanału polega na jego otwarciu po odbiorze określonego bodźca. Dwa główne rodzaje kanałów to te bramkowane napięciem lub ligandem.

25

26 potencjał spoczynkowy II Jeśli komórka nerwowa pozostaje w stanie spoczynku, czyli nie przekazuje aktywnie żadnej informacji, to jest to tożsame z utrzymaniem stałych stężeń jonów w pobliżu błony. Potencjał elektryczny związany z tą sytuacją nazywamy potencjałem spoczynkowym.

27 potencjał czynnościowy Wraz ze zmianą stężeń jonów zmianie ulega potencjał elektrochemiczny. Ruch jonów zależy od ich stężenia, potencjału elektrycznego oraz przepuszczalności błony komórki. Potencjał czynnościowy to nagły wzrost potencjału wywołany otwarciem kanałów jonowych.

28 propagacja PCz Ze względu na bramkowane napięciem kanały jonowe, możliwa jest propagacja PCz wzdłuż komórki nerwowej. Osłonki mielinowe umożliwiają szybsze przekazywanie sygnału (skoki bez strat).

29 przywracanie potencjału spoczynkowego Ze względu na ruch jonów w poprzek błony komórki niezbędna jest ciągła kontrola ich stężeń do wartości spoczynkowych. Zadanie to realizuje pompa sodowo-potasowa.

30 układ nerwowy: komunikacja pomiędzy neuronami

31 synapsa Synapsa to połączenie aksonu komórki poprzedzającej z kolejną komórką nerwowa lub efektorem (gruczołem lub mięśniem). Wyróżniamy synapsy chemiczne oraz elektryczne. Elektryczne są szybsze, ale chemiczne umożliwiają bardziej złożone przekazywanie sygnału.

32

33

34 neuroprzekaźniki GABA (zwitterion) epinefryna = adrenalina

35 neuroprzekaźniki glutaminian główny neuroprzekaźnik pobudzający w mózgu receptory NMDA, AMPA, metabotropowe acetylocholina złącze nerwowo-mięśniowe, mózg receptory nikotynowe (N) i muskarynowe (M) adrenalina/noradrenalina stres, walka/ucieczka receptory α i β adrenergiczne GABA (kwas γ-aminomasłowy) główny neuroprzekaźnik hamujący w ośrodkowym UN receptory GABA A i B glicyna główny neuroprzekaźnik hamujący w obwodowym UN.

36 układ nerwowy: receptory jonotropowe i metabotropowe

37 przekaźniki drugorzędowe vs.

38 receptor acetylocholiny - typ N i M machr vs nachr: który to M/N? różnice?

39 białko G i camp (I) receptor + bialko G receptory: α- i β-adrenergiczne, muskarynowe, GABAB, dopaminergiczne, zapachowe, rodopsyna, niektóre glutaminergiczne i serotoninergiczne efektory ( za białkiem G): kinazy (fosforylacja treonin i seryn), uwalnianie Ca2+, aktywacja kanałów jonowych

40 białko G i camp (II) wiązanie receptor+transmiter wiązenie receptor+białko G fosforylacja GDP -> GTP dysocjacja podjednostki α białka G aktywacja cyklazy adenylowej ATP -> camp (cyklaza adenylowa) GTP -> GDP (bialko G) reset

41 białko G i camp (III) dalszy szlak aktywowany camp: aktywacja kinazy proteinowej A (PKA) poprzez dysocjacje podjednostek regulatorowych, fosforylacja (seryny, treoniny) bialka efektorowego i jego aktywacja PKA wpływa na: bramkowane ligandem i napięciem kanały jonowe, enzymy, czynniki transkrypcyjne

42 białko G i fosfolipidy (I)

43 białko G i fosfolipidy (II)

44

45 układ nerwowy: the end

46 Chałubińskiego 3 (Samodzielna Pracownia Biofizyki Układu Nerwowego)