Khớp thần kinh

9 210 1
Khớp thần kinh

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Khớp thần kinh Khớp thần kinh Bởi: ĐH Bách Khoa Y Sinh K50 Cấu trúc chức khớp thần kinh Chức khớp thần kinh để chuyển hoạt động điện (thông tin) từ tế bào sang tế bào khác Việc chuyển từ dây thần kinh đến dây thần kinh (hệ thần kinh - hệ thần kinh), hay thần kinh tới ( hệ thần kinh - cơ) Vùng nằm màng trước sau synap hẹp, từ 30-50 nm Nó gọi khe hở tiếp hợp (lỗ hổng synap ) Sự thông tin điện trực tiếp tế bào trước sau sau khớp thần kinh không xảy ra; thay vào đó, chất hóa học trung gian sử dụng Một chuỗi kiện sau: • Một xung hoạt động đạt đến điểm cuối tế bào trước synap • Một chất truyền đạt thần kinh giải phóng, khuếch tán qua khe synap để gắn kết vào receptor đặc hiệu màng tế bào sau synap • Chất truyền đạt hoạt động để mở kênh vài loại ion, kết có thay đổi điện xuyên màng Nếu trình khử cực, điện kích thích sau synap (EPSP), ưu phân cực, điện ức chế màng sau synap (IPSP) Hình 5.1 khớp thần kinh tế bào thần kinh tế bào , khớp nối thần kinh - Trong tim, khoang gian bào tiếp giáp tế bào mở rộng khe tiếp hợp, khe cung cấp đường trở kháng thấp cho cho dòng điện mạch cục coi dòng điện khớp thần kinh (Tuy nhiên khe hở không gọi khe hở tiếp hợp ) Loại khớp nối nói đến chương sau Những đầu kết thúc sợi thần kinh trước synap thường rộng tạo thành cúc tận bướu tiếp hợp Bên bướu túi chứa đầy chất truyền đạt Sự tới nơi xung hoạt động mở kênh Ca2+ đóng mở theo điện thế, mà cho phép ion can xi chảy vào tế bào Những hợp chất giải phóng vào khe tiếp hợp, đào thải khỏi tế bào số túi nhỏ đóng gói từ trước có chứa chất truyền đạt thần kinh Trung bình, nơron chia thành khoảng 1000 nút tiếp hợp Nói cách khác, nơron vận động xương sống đơn có trung bình 10,000 đầu vào tiếp hợp Dựa 1/9 Khớp thần kinh vào số liệu này, không ngạc nhiên thấy tỉ lệ khớp thần kinh tới nơron não trước người ước lượng khoảng 4x10^4.Trong khớp thần kinh nơron-nơron, mặt sau khớp thần kinh đuôi gai thân tế bào, thường đuôi gai Tiếp hợp thần kinh - (synaptic) Nhiều đặc trưng khớp nối thấy khớp thần kinh nơron-nơron Cúc tận tế bào màng trước khớp thần kinh có chứa nhiều túi, bọc chất truyền đạt thần kinh acetylcholine (ACh) Khe màng trước màng sau khớp thần kinh vào cỡ 15-30nm Chất truyền đạt giải phóng lan truyền đến xung hoạt động tế bào thần kinh; khuếch tán gắn kết vào receptor màng tế bào sau khớp thần kinh, gây EPSp bắt đầu điện hoạt động tế bào Khả kích thích kìm hãm khớp thần kinh Trong khớp thần kinh cơ, đến nơi xung hoạt động phần kết thúc nơron vận động, acetylcholine (ACh) giải phóng tới khe tiếp hợp Nó khuếch tán qua khoảng trống tới màng tế bào nơi mà gắn kết với receptor đặc hiệu, kết tăng lên đồng thời tính thấm màng tế bào với hai loại 2/9 Khớp thần kinh ion natri kali Bởi tác động ion natri tương đối vượt trội so với tác động ion kali (miêu tả định lượng chi tiết sau chương này) nên gây khử cực màng tế bào điện hoạt động màng sau khớp thần kinh Quá trình kích thích Hơn nữa, điện hoạt động đơn mặt trước khớp thần kinh luôn dẫn tới giải phóng đủ chất tuyền đạt để sinh khử cực xuyên ngưỡng khởi đầu điện hoạt động tế bào Sự kìm hãm tiếp hợp xảy khớp nối dây thần kinh - dây thần kinh (hệ thần kinh-hệ thần kinh) mà màng trước khớp thần kinh hoạt động giải phóng chất truyền đạt làm ưu phân cực màng sau khớp thần kinh (nghĩa là, làm điện màng sau âm hơn) Về lý thuyết, ưu phân cực kết từ tăng tính thấm kali clo điện cân ion âm nhiều điện nghỉ lúc bình thường (mà bị ảnh hưởng theo phương hướng dương tính có mặt natri) Tuy nhiên, thực tế kìm hãm tính thấm clo nâng lên Đối lập với tiếp hợp thần kinh – (neuro-myo), kích thích đơn đầu vào tới tiếp hợp thần kinh - thần kinh hoàn toàn không đủ để khử cực màng sau khớp thần kinh tới ngưỡng Trong thực tế, với có lẽ hàng ngàn kích thích kìm hãm đầu vào tế bào sau khớp thần kinh, tổng cộng không gian thời gian diễn liên tục, điện màng dao động Cuối cùng, mà ngưỡng có lẽ cỡ 10-15 mV đạt được, gây điện hoạt động Theo cách này, trình hợp quan trọng xảy đầu vào tới tế bào thần kinh Người đọc với thí nghiệm máy tính khoa học đánh giá khả khủng khiếp trình xử lý thông tin xảy ra, đặc biệt cho có lẽ có 10^12 nơron 10^15 khớp thần kinh não người Đây thực mạng nơron Kìm hãm màng trước khớp thần kinh chế kìm hãm khác Trong trường hợp mút thần kinh ức chế (từ sợi trục khác biết đến kìm hãm màng trước) tiếp hợp với đầu mút màng trước kích thích Tế bào thần kinh ức chế giải phóng chất truyền đạt làm khử cực phần tế bào màng trước khớp thần kinh Như hệ quả, hoạt động phát sinh sợi trước khớp thần kinh giảm đi, , giải phóng chất truyền đạt bị giảm Kết giảm độ kích thích sinh tế bào sau khớp thần kinh Giai đoạn giảm EPSP đặc trưng số thời gian – là, thời gian cần thiết cho đáp ứng kích thích có tác dụng kích thích để giảm bớt xuống 1/e cực đại Đây giá trị quan trọng Nếu chuỗi kích thích vào xảy thời gian đến ngắn, tổng thời gian EPSP xảy ra, điện tăng lên Tương tự, hoạt động diễn nhiều bướu tiếp hợp cách đồng thời (hoặc bên chiều dài số thời gian nêu ), tổng cộng không gian tạo Tác động cộng gộp khớp thần kinh không tuyến tính Hơn nữa, khớp thần kinh riêng lẻ tương tác theo cách vô phức tạp (Stevens, 1968) Dù phức tạp này, người ta 3/9 Khớp thần kinh thực nghiệm tổng cộng không gian lẫn thời gian nói chung hoạt động theo phương thức tuyến tính tuý (Granit, Haase, and Rutledge, 1960; Granit Renkin, 1961) Cơ cấu truyền khớp thần kinh so sánh với mạch truyền thông tin điện theo cách sau: sơi trục thần kinh thông tin truyền xung thần kinh dạng “số” hoặc, xác dạng “mã xung điều chế” Trong khớp thần kinh, thông tin truyền với chất truyền đạt dạng tương tự, để chuyển đổi lần nơron dạng " số " Mặc dù giống không xác tất khía cạnh, minh họa đặc tính chuỗi thông tin thần kinh Cung phản xạ Người điều khiển ô tô tiếp nhận tín hiệu nhìn thấy thông qua tế bào nhận kích thích ánh sáng Các tế bào nhận kích thích ánh sáng bắt đầu mã hóa xung hướng tâm tiến lên sợi thần kinh kết thúc vùng thị giác vỏ não Một mà não xử lý thông tin, gửi tín hiệu ly tâm tới chân tay Vì thế, xe chạy chậm xuống và rẽ phải, tay đặt nhầm lên bề mặt nóng, kết tập hợp tín hiệu tới bàn tay cánh tay lại không khởi đầu từ trung tâm cao hơn; nhận thức đến sau hoạt động thực tiễn Chúng ta nói đường phản xạ bao gồm hai ví dụ Trường hợp phức tạp liên quan tới trung tâm cao hệ thần kinh trung ương , trường hợp thứ hai diễn đạt phản xạ đơn giản cấp độ thấp Thực nhiều hoạt động phản xạ diễn liên tục mà ví dụ tín hiệu vào bắt nguồn từ cảm quan bên trong, áp suất máu, hay lượng oxy bão hòa máu , dẫn tới điều chỉnh nhịp tim, nhịp thở, vân vân Cung phản xạ, minh họa trên, xem xét đơn vị hoạt động thần kinh tổng hợp Về chất bao gồm phận tiếp nhận cảm giác, dây thần kinh hướng tâm, nhiều khớp thần kinh, dây thần kinh ly tâm, quan phản ứng khác Nói chung kết nối đường hướng tâm ly tâm tìm thấy tủy sống hay não Phản xạ đơn giản bao gồm khớp thần kinh đơn nơron ly tâm hướng tâm ( phản xạ tiếp hợp đơn); ví dụ quen thuộc phản xạ bánh chè (đầu gối) Sự định nội môi nói đến trình điều chỉnh khác thân thể mà trì trạng thái bình thường đối mặt với rối loạn Hệ thần kinh tự chủ tổ chức để hoàn thành điều cách tự động liên quan đến nhiều quan thể; hoạt động nó, hệ thần kinh vân, dựa vào cung phản xạ Trong trường hợp này, tín hiệu, xuất quan cảm nhận trơn, dẫn truyền qua dây thần kinh hướng tâm tới hệ thần kinh trung ương nơi hợp xảy ra, dẫn đến tín hiệu ly tâm tới quan tác động trơn (thường 4/9 Khớp thần kinh trơn) để phục hồi lại trì điều kiện thường Sự hợp tín hiệu ảnh hưởng đến huyết áp thở xảy hành tủy não tủy; tác động điều khiển đồng tử đáp ứng lại ánh sáng tổng hợp não giữa, đáp Mô hình điện khớp thần kinh Tại chỗ nối thần kinh-cơ, Fatt Katz (1951) axetyl cholin tăng tính thấm màng tế bào ion nhỏ cách đáng kể, Takeuchi (1960) chứng minh độ dẫn clo không bị ảnh hưởng (trên thực tế, gCl≈0) Điều xảy tính thấm màng với ion kali natri trở nên nhau? Như điều kiện thay đổi điện màng từ gần điện Nernst kali đến giá trị xấp xỉ trung bình điện natri kali trạng thái cân bằng.(Điện này, lần lượt, gần tới điện áp xuyên màng zero hoàn toàn thích hợp để bắt đầu kích hoạt) Nếu vùng sau khớp thần kinh thực kẹp điện áp giá trị làm giảm bớt dòng màng tới suốt trình giải phóng chất truyền đạt gọi điện áp đảo ngược Vr Có thể giá trị cân với điện Nerst trung bình kali natri, đề cập Trong khớp nối thần kinh -cơ vân, điện áp đảo ngược khoảng -15 mV Phản ứng điện khớp thần kinh đánh giá việc khảo sát mạch tương đương màng sau xi naps, hình 5.2 Hai vùng xác định: Một vùng đại diện cho màng gắn receptor nhạy chất truyền đạt, vùng lại màng tế bào dễ bị kích động thông thường Trong hình 5.2 hai vùng đại diện cho phần tử rời rạc, thực tế chúng phân tán dọc theo cấu trúc mà cấu thành tế bào thực tế Hình miêu tả khớp nối thần kinh -cơ, nơi giải phóng axetyl cholin dẫn đến tăng độ dẫn natri kali vùng mục tiêu, miêu tả đóng công tắc ACh Sự đóng lại chuyển mạch này, ΔINa = ΔGNa(Vm - VNa) (5.1) ΔIK = ΔGK(Vm - VK) (5.2) Trong đó: INa, IK = Dòng ion natri kali [µA/cm²] ΔGNa, ΔGK = Độ dẫn natri kali bổ sung sau trình kích hoạt ACh (nghĩa là, gần với độ dẫn điện lớn) [mS/cm²] VNa, VK = Điện Nernst tương ứng với nồng độ natri kali [mV] Vm = Điện áp màng [mV] 5/9 Khớp thần kinh Mô hình điện tế bào sau synap với khớp thần kinh có tác dụng kích thích (một khớp thần kinh đại diện đặc trưng ) Hầu hết tế bào bao bọc màng dễ bị kích thích, mô tả phía bên trái Thêm vào đó, vùng sau synap chuyên dụng tồn nhạy với chất truyền đạt Ach Khi ACh giải phóng, khuếch tán tới bề mặt tiếp nhận màng sau khớp thần kinh, dẫn đến mở cổng natri kali Những hiệu ứng mô mô hình thông qua đóng chuyển mạch, từ mở đầu độ dẫn xuyên màng cao kali natri (ΔGNa ΔGK) (B) Mô hình tương ứng với khớp thần kinh kìm hãm Nếu đưa vào trì điện áp ngược ngang qua màng sau synap thông qua đầu nối kẹp điện áp, phương trình 5.1 5.2 thay bởi: ΔINa = ΔGNa(VR - VNa) (5.3) ΔIK = ΔGK(VR - VK) (5.4) điện áp xuyên màng VM lấy giá trị VR, điện áp ngược Cho điều kiện mô tả phương trình 5.3 5.4, dòng tổng điện áp đảo ngược zero, kéo theo dòng ion kali natri ngược dấu (nghĩa ΔINa = -ΔIK) Do đó, áp dụng điều kiện vào phương trình 5.3 5.4 dẫn tới: ΔGNa(VR - VNa) = - ΔGK(VR - VK) (5.5) Chuyển vế phương trình 5.5 cho : (ΔGNa + ΔGK) VR = ΔGNa VNa - ΔGKVK (5.6) 6/9 Khớp thần kinh Và kết điện áp ngược (5.7) từ phương trình 5.7 dễ thấy mở đầu ACh gây tăng lên độ dẫn natri kali là, Nếu (5.8) Thì (5.9) nói trước Đối với khớp nối thần kinh-cơ ếch, điện áp ngược đến tới khoảng -25 mV Trong thực tế, điện áp ngược giá trị nhỏ gần với zero, điều có nghĩa ACh tăng độ dẫn natri nhiều so với độ dẫn kali Cũng thấy rõ ràng tăng độ dẫn natri kali phải xuất đồng thời Những khác chế kích hoạt màng điện áp tiếp hợp mô tả Bảng 5.1 Table 5.1 Sự So sánh chế kích hoạt màng với thay đổi điện áp tiếp hợp khớp nối thần kinh-cơ sau tiếp hợp 7/9 Khớp thần kinh Source: After Kuffler, Nicholls Martin, 1984 Trở lại hình 5.2, áp dụng định lý Thevenin, đơn giản hoá mạch tiếp nhận cấu tạo nguồn pin đơn mà sức điện động giá trị trung bình VNa and VK (do VR), với độ dẫn gR = gNa + gK Tác động màng bình thường tế bào sau synap tính toán dòng tổng nút tất yếu zero - nghĩa là, dòng đặt vào Do đó, GR (Vm - VR) + GK(Vm - VK) + GNa(Vm - VNa) = (5.10) Đường dẫn clo hình 5.2 không bao hàm phương trình 5.10 gCl≈0, ý Lời giải điện sau synap Vm (5.11) Biểu thức xấp xỉ phân bố màng biểu diễn màng rời rạc Ngoài ra, màng bị đẩy tới vượt ngưỡng biểu diễn mạch điện tuyến tính 8/9 Khớp thần kinh hình 5.2 không Tuy nhiên, phương trình 5.11 phép đo hữu ích đánh giá liệu có phải điện sau synap có khả dẫn đến kích thích tế bào sau synap 9/9 ... tiếp hợp xảy khớp nối dây thần kinh - dây thần kinh (hệ thần kinh- hệ thần kinh) mà màng trước khớp thần kinh hoạt động giải phóng chất truyền đạt làm ưu phân cực màng sau khớp thần kinh (nghĩa.. .Khớp thần kinh vào số liệu này, không ngạc nhiên thấy tỉ lệ khớp thần kinh tới nơron não trước người ước lượng khoảng 4x10^4.Trong khớp thần kinh nơron-nơron, mặt sau khớp thần kinh đuôi... gai Tiếp hợp thần kinh - (synaptic) Nhiều đặc trưng khớp nối thấy khớp thần kinh nơron-nơron Cúc tận tế bào màng trước khớp thần kinh có chứa nhiều túi, bọc chất truyền đạt thần kinh acetylcholine

Ngày đăng: 31/12/2015, 09:28

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Khớp thần kinh

  • Cấu trúc và chức năng của khớp thần kinh

  • Khả năng kích thích và kìm hãm của khớp thần kinh

  • Cung phản xạ

  • Mô hình điện của khớp thần kinh

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan