CHƯƠNG 46 Cấu tạo của hệ thần kinh, chức năng cơ bản của synap và dẫn truyền thần kinh

  H th ng th n kinh h th ng nh t giúp ngư i có th th hi n đư c hành đ ng có ki m sốt hay q trình suy nghĩ M i phút h th n kinh nh n hàng tri u thông tin t s i th n kinh c m giác hay quan nh n c m khác nhau, sau tích h p t t c chúng l i đ xác đ nh đáp ng c a th Trư c b t đ u nói v h th n kinh, b n đ c nên xem l i chương & đ hi u v nguyên t c c a n th màng s d n truy n tín hi u th n kinh thơng qua synap th n kinh - C u t o chung c a h th n kinh H th n kinh trung ương: đơn v ch c b n H th n kinh trung ương ch a 100 t t bào th n kinh Hình 46-1 cho th y m t t bào th n kinh n hình thu c vùng v não v n đ ng Tín hi u đ u vào c a s i th n kinh thông qua synap nh n c m đuôi gai ch y u có th thân t bào Đ i v i lo i t bào th n kinh khác nhau, s lư ng synap v y khác nhau, có th t vài trăm đ n 200,000 Ngư c l i, tín hi u đ u ch theo m t đư ng nh t qua s i tr c c a s i th n kinh Sau đó, s i tr c có th chia thành nhi u nhánh nh đ t i ph n khác c a h th ng th n kinh ho c t i ph n ngo i vi c a th M t đ c tính c a h u h t s i th n kinh tín hi u d n truy n thư ng ch theo m t hư ng : t s i tr c c a s i th n kinh phía trư c t i s i gai c a s i phía sau Đ c m bu c tín hi u th n kinh ph i theo hư ng c n thi t đ th c hi n ch c c th Ph n c m giác c a h th ng th n kinh: receptor nh n c m H u h t ho t đ ng c a h th n kinh đư c b t đ u b i tín hi u nh n c m thơng qua s kích thích th th c m giác(receptor nh n c m) Cho dù vi c nh n c m th giác, ti p nh n thính giác,hay c m giác xúc giác đ u có receptor nh n c m Các tín hi u nh n c m có th đư c ph n ng l p t c t não b ho c đư c lưu l i trí nh vài phút, vài tu n,ho c vài năm r i ph n h i vào m t ngày khác tương lai Hình 46-2 cho th y ph n nh n c m b n th : s truy n thông tin c m giác t receptor toàn b b m t th m t s c u trúc sâu bên trong, thông tin thông qua các s i th n kinh ngo i vi vào h th n kinh trung ương theo th t : (1) vào t y s ng - tùy thu c vào v trí nh n c m; (2) ch t d ng lư i c a t y, c u não, não gi a; (3) ti u não; (4) đ i th ; (5) khu v c c a v não B ph n đáp ng c a h th ng th n kinh : ph n v n đ ng Vai trò cu i quan tr ng nh t c a h th n kinh u n đư c ho t đ ng khác c a th Nhi m v đư c th c hi n b ng cách ki m sốt: (1) s co l i thích h p c a h th ng vân kh p th ; (2) s co l i c a h th ng trơn n i t ng; (3) s ti t ch t hóa h c có ho t tính t c n n i ti t ngo i ti t nhi u b ph n c a th Các ho t đ ng đư c g i chung ch c v n đ ng c a h th n kinh, ph n n đư c g i b ph n tác đ ng b i chúng c u trúc tr c ti p th c hi n ch c u n b i tín hi u th n kinh Hình 46-3 cho th y tr c d n truy n c a h th ng th n kinh đ u n ho t đ ng c a vân Ho t đ ng song song v i tr c h th ng th n kinh t đ ng ki m soát trơn, n, h th ng khác bên th - nh ng h th ng đư c nói đ n chương 61 Lưu ý hình 46-3, vân khác có th đư c ki m sốt b i m c đ khác c a h th n kinh trung ương bao g m (1) t y s ng; (2) ch t lư i c a tu , c u não, não gi a; (3) h ch n n; (4) ti u não; (5) v não v n đ ng M i khu v c khác đóng vai trị c th khác 577 UNIT IX C u t o c a h th n kinh, ch c b n c a synap d n truy n th n kinh Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology V v n đ ng Các vùng b n th Các s i nhánh Đ i th Não C u trúc lư i hành não Thân t bào C u não Ti u não Hành t y T y s ng Da Đau, nóng, l nh ( đàu t n c a s i th n kinh) Áp l c (Ti u th pacini ) Xúc giác( Ti u th Meissner) S i tr c Golgi tendon apparatus Thoi Cơ Th th v n đ ng Các synap Kh p T y s ng Second-order neurons c u trúc c a m t s i th n kinh não ph n ch c quan tr ng c a Figure 46-1.  Ph n th p ch y u liên quan đ n ph n ng t c th i, t đ ng v i kích thích c m giác; cịn ph n cao ch y u liên quan đ n ph n ng ph c t p, có ch ý đư c u n b i suy nghĩ c a não b X lí thơng tin : ch c tích h p c a h th n kinh M t s ch c quan tr ng nh t c a h th n kinh x lí thơng tin vào đ ph n h i có ý th c Hơn 99% thông tin nh n c m không liên quan không quan tr ng đư c lo i b b i não b ; ví d , c m giác ti p xúc v i qu n áo Tuy nhiên, thông tin nh n c m quan tr ng gây ý, s l p t c đư c chuy n vào b ph n tích h p não b đ t o nh ng ph n h i mong mu n Vi c v n chuy n x lí thơng tin đư c g i ch c tích h p c a h th ng th n kinh 578 Ví d , n u m t ngư i đ t m t tay m t b p lị nóng,ph n ng t c th i mong mu n giơ tay lên Và có ph n ng khác có liên quan : di chuy n toàn b th kh i b p th m chí la hét v i đau Vai trò c a synap vi c x lí thơng tin Synap m ti p n i t dây th n kinh đ n dây th n kinh khác chương sau, ta s nói chi ti t v ch c c a Tuy nhiên, u quan tr ng đư c nói đ n synap s giúp cho s lan truy n c a tín hi u th n kinh theo nh ng hư ng nh t đ nh M t s synap cho phép truy n tín hi u th n kinh t s i th n kinh sang s i khác m t cách d dàng, m t s l i r t khó khăn S d n truy n có th thay đ i b i tín hi u kích thích hay c ch t vùng khác c a h th n kinh b ng cách u hòa s đóng m c a synap Thêm vào đó, m t s s i h u h ch đáp ng m t s lư ng l n xung đ u ra, ph n khác l i ph n ng v i s lư ng Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters S i th n kinh v n đ ng đ n Vùng v n đ ng Nhân đuôi C u trúc lư i hành não Ti u não S i v n đ ng gamma S i v n đ ng anpha S i th th du i Thoi Như v y, synap ho t đ ng m t cách ch n l c, thư ng cho tín hi u m nh vư t qua cịn tín hi u y u ch n l i; m t vài th i m, tín hi u y u l i đư c gi l i, khu ch đ i sau thư ng đư c d n truy n theo nhi u hư ng ch m t hư ng Lưu tr thơng tin : trí nh Ch m t ph n nh thông tin nh n c m gây nh ng ph n h i l p t c, ph n l n đư c lưu tr l i trí nh Vi c lưu gi thư ng x y v não, t y s ng m t s ph n khác c a não có th lưu tr m t lư ng nh thông tin Vi c lưu tr thông tin m t trình g i “ ghi nh ” - m t ch c c a synap M i có m t lo i tín hi u nh n c m qua synap l n ti p theo, synap s cho phép tín hi u lo i s đư c d n truy n d dàng Và mà m t lo i tín hi u nh n c m qua synap r t nhi u l n r i, s d n truy n thu n l i đ n m c c nh ng tín hi u đư c t o não có th gây xung đ ng th n kinh m c dù receptor nh n c m khơng đư c kích thích Các m c ch y u c a h th n kinh trung ương H th ng th n kinh c a ngư i đư c th a hư ng nh ng kh đ c bi t sau m i giai đo n ti n hóa T s th a hư ng này, m c c a h th n kinh trung ương có đ c m ch c c th là: (1) m c t y s ng; (2) m c dư i v ; (3) m c v não M c t y s ng Chúng ta thư ng nghĩ t y s ng m t ng d n truy n tín hi u nh n c m t ngo i vi v não b ngư c l i Nhưng gi thuy t l i khác xa th c t Th m chí t y s ng b c t đ t ph n c cao, nhi u ch c t y s ng có t ch c cao v n x y Ví d , ph n chu vi c a t bào th n kinh ng s ng có th làm nên (1) chuy n đ ng l i; (2) ph n ng l i tác nhân gây đau b ng cách rút l i ph n c a th ; (3) ph n x c a đôi chân h tr th ch ng l i tr ng l c; (4) ph n x l i đ ki m sốt dịng máu t i ch , ki m sốt ho t đ ng tiêu hóa hay ti t nư c ti u Trong th c t , ph n cao c a h th ng th n kinh ho t đ ng b ng cách g i tín hi u tr c ti p đ n ngo i vi khơng hi u qu b ng vi c truy n thông tin qua trung tâm u n c a t y s ng - “ ch huy” trung tâm t y s ng đ th c hi n ch c c a 579 UNIT IX Đ i th Nhân bèo s m Nhân bèo nh t Nhân dư i đ i Cơ ch ho t đ ng xác x y synap trình ghi nh v n chưa ch c ch n, nh ng hi u bi t v vi c s đư c nói đ n chương 58 M t thơng tin đư c lưu tr h th ng th n kinh, s đư c não b s d ng cho nh ng suy nghĩ tương lai Đó là, ti p nh n m t u m i, s so sánh v i nh ng u b nh , r i giúp ta l a ch n thông tin quan tr ng m i r i ti p t c x lí thơng tin đó: đưa vào b nh hay ph n h i l i l p t c Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology M c t y s ng Chúng ta thư ng nghĩ t y s ng m t ng d n truy n tín hi u nh n c m t ngo i vi v não b ngư c l i Nhưng gi thuy t l i khác xa th c t Th m chí t y s ng b c t đ t ph n c cao, nhi u ch c t y s ng có t ch c cao v n x y Ví d , ph n chu vi c a t bào th n kinh ng s ng có th làm nên (1) chuy n đ ng l i; (2) ph n ng l i tác nhân gây đau b ng cách rút l i ph n c a th ; (3) ph n x c a đôi chân h tr th ch ng l i tr ng l c; (4) ph n x l i đ ki m sốt dịng máu t i ch , ki m soát ho t đ ng tiêu hóa hay ti t nư c ti u Trong th c t , ph n cao c a h th ng th n kinh ho t đ ng b ng cách g i tín hi u tr c ti p đ n ngo i vi khơng hi u qu b ng vi c truy n thông tin qua trung tâm u n c a t y s ng - “ ch huy” trung tâm t y s ng đ th c hi n ch c c a M c dư i v H u h t nh ng ho t đ ng ti m th c c a ngư i đư c ki m soát khu v c th p c a não hay g i m c dư i v Đó : hành não, c u não, não gi a, vùng dư i đ i, đ i th , ti u não, h ch n n Ví d , ki m sốt ti m th c c a huy t áp đ ng m ch hô h p đư c th c hi n ch y u b i hành não c u não Đi u ti t s cân b ng m t ch c k t h p c a ph n ti u não lư i ch t c a hành não, c u não, não gi a.Các ph n x b sung, ch ng h n ti t nư c b t li m môi ph n ng v i hương v c a th c ph m, đư c ki m soát b i khu v c hành não, c u não, não gi a, h ch h nh nhân, vùng dư i đ i Ngoài ra, nh ng ki u c m xúc : gi n d , kích đ ng, ph n ng tình d c, ph n ng v i đau hay s tho i mái v n có th x y sau nhi u vùng c a v não b phá h y 580 M c v não V não m t b nh kh ng l V não không th c hi n ch c m t cách đơn đ c mà ln liên k t v i trung tâm th p c a h th n kinh Khi khơng có v não, ch c c a trung tâm dư i não thư ng khơng xác Kho tàng thông tin kh ng l t i v não thư ng chuy n đ i ch c đ vi c th c hi n ho t đ ng mang tính xác đ nh xác Synap th n kinh trung ương Thơng tin đư c truy n h th n kinh trung ương ch y u nh vi c t o n th ho t đ ng qua m t lo t t bào th n kinh n i ti p nhau, đư c g i xung th n kinh Tuy nhiên, m i m t xung đ ng th n kinh t t bào (1) có th b ch n l i không ti p t c truy n sang t bào khác; (2) có th đư c chuy n đ i t m t xung nh t thành chu i xung l p l p l i; ho c (3) có th đư c k t h p v i xung đ ng c a t bào th n kinh khác đ t o thành m t chu i xung ph c t p t i t bào th n kinh ti p Các lo i synap : synap hóa synap n Có lo i synap synap hóa synap n ( hình 46-5) H u h t lo i synap đư c s d ng đ truy n thông tin h th n kinh trung ương c a ngư i synap hóa h c lo i synap này, t bào trư c synap s ti t t i cúc synap c a m t ch t hóa h c đư c g i ch t truy n đ t th n kinh, ch t l n lư t tác đ ng lên receptor màng sau synap đ kích thích, c ch , hay thay đ i đ nh y c a s i th n kinh Cho đ n có 40 ch t d n truy n th n kinh quan tr ng đư c phát hi n Trong có nh ng ch t đư c bi t đ n nhi u :acetylcholine, norepinephrine, epinephrine, histamine, gamma­aminobutyric acid (GABA), glycine, serotonin, glutamate Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters A synap hóa Đi n th ho t đ ng Ty l p th Túi synap Cúc synap Ch t truy n đ t th n kinh Khe synap (200-300 Å) Th th Ionotropic Ions Postsynaptic terminal Th th metabotropic Ch t truy n tin th ph n h i t bào • Đi n th màng • Biochemical cascades • Đi u ch nh s bi u hi n gen B synap n Đi n th ho t đ ng Gi i ph u sinh lý c a synap Cúc t n Kênh k t n i t bào Kho ng gian bào (20-40 Å) S i sau synap Như v y, s d n truy n tín hi u t i lo i synap hóa h c ch theo chi u , t s i th n kinh ti t ch t d n truy n (đư c g i s i trư c synap) đ n s i sau (đư c g i s i sau synap) - m t đ c tính c c kì quan tr ng, khác v i synap n tín hi u có th theo chi u Cơ ch d n truy n chi u cho phép tín hi u ch theo m c tiêu c th giúp h th n kinh th c hi n vô s ch c c a : ch c c m giác, v n đ ng, ghi nh … Hình 46-6 cho th y m t t bào th n kinh v n đ ng n hình s ng trư c t y s ng Nó bao g m b ph n b n: thân t bào - ph n c a t bào th n kinh; s i tr c nh t - kéo dài t thân r i kh i t y s ng t i dây th n kinh ngo i vi; s i nhánh - v i s lư ng r t l n t thân t bào t a xung quanh Có đ n 10.000 đ n 200.000 núm synap nh đư c g i cúc synap n m b m t c a s i nhánh thân c a t bào th n kinh v n đ ng, 80-95% s i nhánh ch có 5-20% thân t bào Nhi u cúc synap ti t ch t d n truy n th n kinh có tác d ng kích thích, m t s khác l i có tác d ng c ch s i th n kinh sau synap Các t bào th n kinh ph n khác c a t y s ng não b có s khác : (1) kích thư c c a thân t bào; (2) kích thư c, s lư ng, đ dài c a s i nhánh - t r t ng n g n b ng không đ n vài cm; (3) đ dài kích thư c c a s i tr c; (4) s lư ng cúc synap - t m t vài cho t i 200.000 tr m Đ c m giúp cho t bào th n kinh m i nơi khác ph n ng l i tín hi u đ n b ng nh ng cách khác nhau, h th n kinh th c hi n đư c nhi u ch c 581 UNIT IX Ca++ lo i synap n, bào tương c a t bào li n k đư c k t n i tr c ti p b i kênh ion đư c g i vùng k t n i, cho phép ion qua l i t t t bào th n kinh đ n t bào khác Ph n đư c nói đ n chương B ng cách này, ho t đ ng n th s đư c truy n t s i trơn n i t ng đ n s i trơn ti p theo, t t bào tim đ n t bào tim ti p theo M c dù h u h t synap não b synap hóa h c, synap n có th t n t i tương h v i synap hóa h c h th n kinh trung ương S truy n tín hi u theo chi u c a lo i synap n cho phép chúng ph i h p ho t đ ng c a m t nhóm l n s i th n kinh li n k Ví d , có s kích thích dư i ngư ng kh c c m t nhóm t bào th n kinh m t cách đ ng th i, synap n có th nh n làm tăng đ nh y c a chúng gây s kh c c Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology Cơ ch gi i phóng ch t d n truy n th n kinh - vai trò c a ion canxi Các s i nhánh S i tr c Thân t bào Màng c a tr m trư c synap đư c g i màng trư c synap - bao g m s lư ng l n kênh canxi voltagegated Khi n th ho t đ ng kh c c màng trư c synap, kênh canxi s m cho phép ion canxi t vào t bào trư c synap Lư ng ion canxi vào s quy t đ nh s lư ng ch t truy n đ t th n kinh đư c gi i phóng vào khe synap Cơ ch xác c a m i liên h chưa đư c bi t rõ, có nh ng gi thuy t dư i đư c nêu Khi ion canxi vào bên tr m trư c synap, s g n vào phân t protein đ c hi u màng t bào trư c synap t o c u trúc đư c g i là: m gi i phóng Nh ng m gi i phóng m i cho phép m t s túi ch a ch t d n truy n gi i phóng ch t d n truy n vào khe synap Tác d ng c a ch t truy n đ t th n kinh lên t bào sau synap - ch c c a “protein th th ” Cúc synap: nhi u nghiên c u v synap cho th y chúng có nhi u hình dáng gi i ph u khác nhau, h u h t chúng nhìn nút b m hình trịn ho c hình b u d c, đó, hay đư c g i : cúc t n cùng, nút synap, hay m n synap Hình 46-5A ch c u trúc b n c a synap hóa h c Tr m trư c synap đư c ngăn cách v i tr m sau synap b i khe synap có chi u r ng vào kho ng 200 đ n 300 Angtron cúc t n c a nơron có c u trúc quan tr ng đ th c hi n ch c c a túi ch a ch t d n truy n ty l p th Túi ch a ch t d n truy n gi i phóng ch t truy n đ t th n kinh vào khe synap s kích thích ho c c ch nơ ron sau synap ph thu c vào lo i receptor màng sau synap Còn ty l p th cung c p adenosine triphosphate (ATP) ngu n lư ng đ t ng h p ch t truy n đ t th n kinh m i 582 Màng sau synap ch a s lư ng l n “protein th th ” (Hình 46-5A) Các protein th th có thành ph n quan tr ng là: (1) ph n k t h p - nhô vào khe synap nơi k t h p tr c ti p v i ch t truy n đ t th n kinh đư c gi i phóng; (2) ph n t bào - m t kênh qua màng sau synap vào bên t bào th n kinh S ho t đ ng c a protein cho phép kênh ion màng sau synap m theo cách: (1) v i th th “ionotropic” - kênh ion m cho phép s lo i ion vào cách tr c ti p; ho c (2) v i th th “metabotropic” - th c hi n ch c b ng cách ho t hóa “ch t truy n tin th 2” - lo i phân t giúp kích ho t ho c nhi u ch t bên t bào sau synap Chính lo i ch t truy n tin th có th làm tăng ho c gi m ch c c a t bào sau synap Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters Khi đư c ch t truy n đ t th n kinh kích ho t, kênh ion ch m m t ph n nh c a m t ph n nghìn giây Và ch t truy n đ t khơng cịn, kênh đóng l i cách nhanh chóng Vi c m đóng kênh ion c a t bào th n kinh sau synap đư c ki m soát r t nhanh “Ch t truy n tin th 2”: r t nhi u ch c c a h th n kinh, ví d trình nh - yêu c u ph i kéo dài t vài giây đ n vài tháng sau ch t truy n đ t th n kinh ban đ u m t Kênh ion khơng th đáp ng yêu c u đóng l i sau chưa đ y ph n nghìn giây ch t d n truy n th n kinh m t Tuy nhiên, nhi u trư ng h p, t bào th n kinh sau synap t kích ho t h th ng hóa h c “ch t truy n tin th 2”, ch t truy n tin th gây tác d ng kéo dài kích thích ho c c ch Có m t vài lo i h th ng truy n tin th 2, m t nh ng lo i ph bi n nh t s d ng m t nhóm protein g i protein G Hình 46-7 cho th y m t th th màng protein G Khi không ho t đ ng, protein G d ng t bào tương, bao g m guanosine diphosphate (GDP) ba thành ph n: ph n alpha ( ) ph n ho t hóa c a protein G; ph n beta ( ) ph n gamma ( ) - g n v i ph n alpha Khi g n Ch t truy n đ t th n kinh Protein th th Kênh kali ␥ ␤ Kênh m ␣ ␥ protein G K+ ␣ GDP ␤ Enzym màng GTP ␣ GTP ATP Enzym ho t đ ng cAMP GTP ho c cGMP GDP Kích ho t phiên mã gen Kích ho t m t ho c nhi u enzym n i bào Thay đ i c u trúc protein Ch t ho t hóa t bào đ c hi u 583 UNIT IX Kênh Ion: kênh ion màng sau synap đư c chia làm lo i : (1) “kênh ion dương” - thư ng cho phép Na+ qua , có cho phép K+ và/ ho c Ca2+ qua; (2) “kênh ion âm” - ch y u cho ion Cl- qua, m t s lư ng nh có anion khác “Kênh ion dương” đư c lót b i l p n tích âm, đư ng kính kênh tăng lên đ n kích thư c l n ion natri ng m nư c, hút phân t n tích dương (natri) vào Và l p n tích âm c a đ y nh ng anion khác (cl-,…) xa, ngăn c n chúng qua màng V i “kênh ion âm”, đư ng kính kênh ch đ l n cho anion qua, cation b ch n l i ch y u kích thư c c a cation ng m nư c l n, không th vư t qua Khi “kênh ion dương” cho cation vào màng t bào, s kích thích t bào th n kinh Và ch t truy n đ t th n kinh làm m kênh đư c g i ”ch t kích thích” Ngư c l i, ch t truy n đ t th n kinh làm anion vào gây tác d ng c ch t bào đư c g i “ ch t c ch ” Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology v i ph n GDP, protein G d ng không ho t đ ng Khi receptor đư c kich ho t b i ch t truy n đ t th n kinh, s thay đ i hình d ng, b c l v trí g n c a v i ph c h p protein G, sau s g n k t đư c x y Quá trình cho phép ti u ph n gi i phóng ph n GDP, đ ng th i tách kh i ph n và g n v i guanosine triphosphate (GTP) Ph c h p thu đư c di chuy n t t bào đ th c hi n hay nhi u ch c tùy thu c vào tính đ c hi u c a m i lo i nơ ron Hình 46-7 th hi n lo i bi n đ i có th x y ra: M kênh ion đ c hi u màng sau synap : ví d , ph c h p - GTP làm m kênh K+, th i gian m thư ng đư c kéo dài, v i ch tr c ti p, kênh s đóng l i g n l p t c Ho t hóa monophosphate adenosine cyclic (CAMP) ho c cyclic guanosine monophosphate (cGMP) t bào nơron Nh l i r ng m t hai cAMP ho c cGMP có th kích ho t b máy chuy n hóa có tính đ c hi u cao t bào th n kinh, đó, có th d n đ n nhi u thay đ i hóa h c t bào bao g m c nh ng thay đ i lâu dài c u trúc hóa h c c a nó, d n đ n thay đ i tính kích thích c a t bào th n kinh Tr c ti p ho t hóa hay nhi u lo i enzym n i bào, sau enzym có th th c hi n ch c c a t bào Kích ho t phiên mã gen : m t nh ng ch ho t đ ng quan tr ng nh t c a ch t truy n tin th 2, b i phiên mã gen có th hình thành protein m i t bào th n kinh d n đ n thay đ i c u trúc hay b máy chuy n hóa c a Cơ ch r t quan tr ng đ c bi t trình ghi nh m t cách lâu dài Khi ph c h p - GTP b th y phân ti u ph n l i g n v i GDP, h th ng truy n tin th s b b t ho t Sau ph n k t h p l i v i ph n tr l i ph c h p protein G không ho t đ ng Rõ ràng vi c kích ho t h th ng truy n tin th hai t bào th n kinh, cho dù protein G ho c lo i protein khác, c c k quan tr ng đ i v i vi c thay đ i đ c m đáp ng lâu dài c a t bào th n kinh V n đ s đư c nói đ n chi ti t chương 58 th o lu n v ch c ghi nh c a h th n kinh 584 Receptor kích thích hay c ch t i màng sau synap Receptor gây kích thích b ng cách: M kênh Na cho phép m t s lư ng l n cation vào t bào, làm tăng n th màng lên đ n ngư ng kích thích Đây ch thư ng đư c s d ng nh t H n ch s d n truy n c a kênh Kali ho c kênh Clorua, ho c c Vi c làm gi m s khu ch tán c a ion cl- vào bên t bào th n kinh sau synap ho c gi m s khu ch tán c a ion K+ bên Trong c hai trư ng h p,đi n th màng s dương so v i bình thư ng, v y có tác d ng kích thích hay đ i v q trình chuy n hóa n i bào ví d làm tăng s lư ng th th màng kích thích ho c gi m s lư ng th th màng c ch có th kích thích ho t đ ng c a t bào th n kinh Receptor gây c ch b ng cách: M kênh Clorua cho phép s khu ch tán nhanh chóng c a ion Cl- t bên t bào th n kinh sau synap vào bên trong, n th màng âm > có tác d ng c ch Tăng đ d n ion K+ kh i t bào th n kinh Vi c cho phép ion dương đ khuy n tán bên d dàng hơn, gây tăng n tích âm bên t bào th n kinh, có tác d ng c ch Kích ho t enzyme th th c ch ch c trao đ i ch t c a t bào b ng cách làm tăng s lư ng c a th th c ch synap th n kinh ho c c ch (gi m) s lư ng th th kích thích Ch t d n truy n th n kinh Đã có 50 ch t hóa h c đư c ch ng minh có vai trị ch t truy n đ t th n kinh nhóm ch t đư c trình bày b ng 46-1 46-2 : m t nhóm g m phân t nh , t c đ d n truy n nhanh; m t nhóm khác đư c t o thành t m t lư ng l n neuropeptide có kích thư c phân t l n, tác d ng ch m Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters B ng 46-1 Ch t truy n đ t th n kinh phân t nh , tác d ng nhánh B ng 46-2  Ch t truy n đ t th n kinh phân t l n, tác d ng ch m ho c y u t tăng trư ng Các hormon vùng dư i đ i gi i phóng Acetylcholine Các hormon hư ng giáp Nhóm II: Các amin Hormon gi i phóng hormon t o hồng th Norepinephrine Somatostatin (Y u t Epinephrine Các peptid n yên Dopamine Hormone v thư ng th n Serotonin β-Endorphin Histamine Hormon kích thích t bào s c t - Nhóm III: Các amino acid Prolactin Gamma-aminobutyric acid Hormon t o hoàng th Glycine Thyrotropin Glutamate Hormon tăng trư ng Aspartate Vasopressin Nhóm IV Oxytocin Nitric oxide Các peptid tác d ng ru t não UNIT IX Nhóm I: c ch hormon tăng trư ng) Leucine enkephalin Methionine enkephalin Ch t P Nhóm phân t nh , t c đ d n truy n nhanh gây ph n ng l p t c c a h th n kinh, nhóm cịn l i thư ng gây hành đ ng kéo dài hơn, ch ng h n thay đ i s lư ng th th c a t bào th n kinh, đóng ho c m kênh ion nh t đ nh, ho c có th thay đ i s lư ng kích thư c synap th n kinh m t cách lâu dài Gastrin Cholecystokinin Vasoactive intestinal polypeptide Y u t tăng trư ng th n kinh Brain-derived neurotropic factor Neurotensin Insulin Glucagon T mơ khác Angiotensin II Nhóm phân t nh , t c đ d n truy n nhanh Trong h u h t trư ng h p, ch t d n truy n th n kinh có phân t nh đư c t ng h p t i bào tương c a tr m trư c synap đư c v n chuy n tích c c vào túi ch a ch t d n truy n M i l n tr m trư c synap xu t hi n n th ho t đ ng, s túi gi i phóng ch t d n truy n vào khe synap g n v i receptor màng sau synap r i gây tác d ng nói Tái ch túi ch a ch t d n truy n th n kinh: túi ch a ch t truy n đ t th n kinh phân t nh liên t c đư c tái ch s d ng l i Sau hịa màng đ gi i phóng v t ch t, tr thành ph n c a màng synap, nhiên, sau vài giây đ n vài phút, l i tr l i bên t bào đ tr thành m t túi ch a m i Màng túi ch a có th có nh ng protein enzym m i đ t ng h p hay t p trung nh ng ch t d n truy n th n kinh m i Bradykinin Carnosine Sleep peptides Calcitonin Acetylcholine m t ch t d n truy n th n kinh phân t nh n hình, tuân theo nguyên t c t ng h p gi i phóng nói Nó đư c t ng h p t acetyl coenzyme A choline nh enzyme choline acetyltransferase Khi túi ch a acetylcholin vào khe synap, q trình truy n tín hi u th n kinh, acetylcholine nhanh chóng phân chia thành acetate choline b i enzym cholinesterase - enzym có m t khe synap Sau đó, túi ch a đư c tái ch , choline đư c v n chuy n tích c c tr l i vào tr m trư c synap đ t ng h p acetylcholine m i 585 Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology Đ c m c a m t s ch t d n truy n th n kinh phân t nh quan tr ng : Acetylcholine đư c ti t t i r t nhi u vùng c a h th n kinh, đ c bi t là: (1) bó tháp xu t phát t v não v n đ ng; (2) m t s lo i t bào th n kinh khác h ch n n; (3) nơron v n đ ng phân b vân; (4) t bào th n kinh trư c h ch c a h th ng th n kinh th c v t, (5) t bào th n kinh h u h ch c a h th n kinh đ i giao c m; (6) m t s t bào th n kinh h u h ch c a h th n kinh giao c m Trong h u h t trư ng h p, acetylcholine có tác d ng kích thích Tuy nhiên, đư c bi t có tác d ng c ch m t s dây th n kinh đ i giao c m ngo i vi, ch ng h n c ch trung tâm dây th n kinh ph v Norepinephrine đư c ti t b i cúc t n c a nhi u t bào th n kinh mà thân t bào c a chúng n m thân não vùng dư i đ i Đ c bi t, norepinephrine đư c ti t b i t bào th n kinh n m nhân l c c u não, mà s i th n kinh lan t a r ng rãi đ n khu v c c a não b giúp ki m sốt tồn b ho t đ ng tâm tr ng, ch ng h n làm tăng m c đ t nh táo Norepinephrine đư c ti t b i h u h t s i h u h ch c a h th n kinh giao c m.Trong h u h t khu v c, norepinephrine có th kích ho t th th kích thích, có th kích ho t th th c ch s nơi khác Dopamine đư c ti t b i t bào th n kinh có ngu n g c ch t đen Đi m k t thúc c a t bào th n kinh ch y u vùng th vân c a h ch n n Tác d ng c a dopamine thư ng c ch Glycine đư c ti t ch y u synap t y s ng Nó đư c bi t đ n m t ch t gây c ch GABA (acid gamma-aminobutyric) đư c ti t b i cúc t n t y s ng, ti u não, h ch n n, nhi u khu v c c a v não Nó đư c cho ch t gây c ch Glutamate đư c ti t t i cúc t n c a dây th n kinh c m giác vào h th n kinh trung ương, nhi u khu v c c a v não Nó thư ng có tác d ng kích thích 586 Serotonin đư c s n xu t t i nhân não gi a c a thân não nhi u khu v c c a não t y s ng, đ c bi t s ng sau t y s ng vùng dư i đ i Nó có tác d ng c ch đư ng d n truy n c m giác đau t y s ng, c ch đư c nh ng vùng cao c a h th n kinh giúp th ki m soát đư c tâm tr ng, th m chí serotonin cịn có tác d ng gây ng Nitric oxide đư c s n xu t cúc t n t i nhi u khu v c não ch u trách nhi m v hành vi b nh lâu dài Nitric oxide khác v i ch t truy n đ t th n kinh phân t nh khác ch hình thành t i cúc t n tác d ng c a lên s i th n kinh sau synap Nó khơng đư c hình thành lưu tr b c nh , mà c n thi t đư c t ng h p g n l p t c gi i phóng ln khe synap Sau khu ch tán vào màng sau synap, nitric oxide không làm thay đ i đáng k n th màng mà làm thay đ i ch c chuy n hóa n i bào, làm cho t bào tr nên d b kích thích nhi u giây, nhi u phút, th m chí có th lâu n a Nhóm phân t l n Nhóm ch t d n truy n thư ng có tác d ng ch m Chúng không đư c t ng h p bào tương c a cúc t n mà đư c t ng h p m t ph n không th thi u c a nh ng phân t protein l n b i ribosom thân t bào th n kinh Sau phân t protein di chuy n vào m ng lư i n i bào b máy Golgi T i x y s thay đ i th 1, chúng đư c phân c t thành nh ng m nh nh t o thành neuropeptide não ho c ti n ch t c a chúng Th 2, neuropeptide đư c b máy Golgi gói vào túi nh đưa t bào ch t, sau chúng đư c chuy n t i đ u s i tr c v i t c đ r t ch m ch vài cm/ ngày T i cúc t n cùng, chúng đư c gi i phóng vào khe synap ho t đ ng phân t nh Tuy nhiên túi b c không đư c tái s d ng B i s hình thành ch t d n truy n nhóm phân t l n ph c t p hơn, nên s lư ng c a chúng nh so v i nhóm phân t nh Bù l i, tác d ng c a chúng l i kéo dài m nh hàng ngàn l n phân t nh Vi c kéo dài tác d ng c a chúng thông qua cách bao g m đóng kênh Calci, thay đ i b máy chuy n hóa c a t bào, ho t hóa ho c b t ho t gen tác d ng lâu dài lên receptor kích thích ho c c ch gây tác d ng vài ngày đ n vài năm Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters S thay đ i n th kích thích th n kinh đư c nghiên c u, đ c bi t nơron v n đ ng l n c a s ng trư c t y s ng Hình 46-8 cho th y thân c a m t nơ ron v n đ ng c a t y s ng, cho th y n th màng ngh ngơi kho ng -65 MV Đi n th màng ngh âm so v i dây th n kinh ngo i biên vân - kho ng -90 MV; n áp th p r t quan tr ng cho phép ki m sốt m c đ kích thích c a t bào th n kinh: gi m n th đ n m t giá tr âm làm cho màng t bào th n kinh d b kích thích hơn, tăng n th lên giá tr cao l i làm cho t bào th n kinh khó b kích thích Đó s cho ch c c a nơ ron - kích thích ho c c ch S khác bi t v n ng đ c a ion qua màng t bào th n kinh Chúng ta nh l i t Chương m t n th qua màng t bào có th ch ng l i s chuy n đ ng c a ion qua màng n u n th thích h p đ l n Nó đư c g i n th Nernst đư c tính theo phương trình: n ng đ bên EMF ( mV) = ±61 × log   n ng đ bên ngồi   n Trong EMF n th Nernst tính theo mV bên c a màng t bào, s âm (-) cho ion dương s dương (+) cho ion âm S i nhánh Na+: 142 mEq/L K+: 4.5 mEq/L Cl-: 107 mEq/L 14 mEq/L (Pumps) 120 mEq/L Ϫ65 mV S i tr c ? mEq/L Pump Hillock s i tr c Bây gi tính n th Nernst m t cách xác cho ba ion riêng bi t: natri, kali clo Đ i v i s khác bi t n ng đ c a ion natri th hi n Hình 46-8 (142 mEq / L bên 14 mEq / L bên t bào), n th Nernst đư c tính 61 mV Tuy nhiên, th c t n th màng -65 mV, không ph i 61 mV Như v y, ion natri b rò r vào bên l p t c đư c bơm tr l i bên b i bơm natri, trì đư c n th -65mV bên t bào th n kinh 587 UNIT IX Thay đ i n th kích thích th n kinh Hình 46-8 cho th y s khác v n ng đ màng t bào th n kinh c a ba ion quan tr ng nh t đ i v i ch c th n kinh: ion natri, ion kali, ion clorua phía trên, n ng đ ion natri cao d ch ngo i bào (142 mEq / L) th p bên t bào th n kinh (14 mEq / L) Gradient n ng đ đư c gây b i m t máy bơm natri màng r t kh e liên t c bơm natri kh i t bào th n kinh Hình 46-8 cho th y n ng đ ion kali cao thân t bào th n kinh (120 mEq / L) th p d ch ngo i bào (4,5 mEq / L) Hơn n a, cho th y r ng có m t máy bơm kali có vai trị bơm Kali t ngồi vào t bào Cịn ion clorua có n ng đ cao d ch ngo i bào l i th p bên t bào th n kinh Các ion clorua có th th m qua màng ho c đư c v n chuy n b i m t bơm clorua y u Tuy nhiên, lý n n ng đ ion clorua bên t bào th n kinh th p n th màng -65mV đ y lùi ion clorua mang n tích âm Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology A Ϫ65 mV Đ i v i ion kali, n th Nernst tính đư c -86 mV bên t bào th n kinh, âm nhi u so v i -65 mV Như v y, b i n ng đ ion kali t bào cao, có xu hư ng khu ch tán bên c a t bào th n kinh, xu hư ng đư c ngăn c n b i bơm kali liên t c bơm kali tr l i bên Cu i cùng, n th Nernst c a ion Clorua tính đư c -70 mV bên t bào th n kinh, âm giá tr đo th c t -65 mV Như v y, ion clorua có xu hư ng b rị r r t nh vào bên c a t bào th n kinh, có l vi c bơm ion Clorua tr đư c th c hi n b i m t bơm clorua Nơron tr ng thái ngh đo n ban đ u c a s i tr c B Kích thích Ϫ45 mV Dịng Na+ Nơron thích C tr ng thái kích Dịng ClϪ Lây lan c a n th ho t đ ng c ch Ϫ70 mV nh hư ng c a s kích thích lên màng sau synap - n th kích thích màng sau synap: Hình 46-9 A cho th y t bào th n kinh tr ng thái ngh v i n th màng -65mV Hình 46-9 B cho th y m t cúc t n trư c synap ti t m t ch t d n truy n có tác d ng kích thích vào khe synap Nó tác d ng lên màng sau synap b ng cách tăng tính th m c a màng t bào đ i v i Na+ B i gradient n ng đ c a natri l n âm bên t bào th n kinh, ion Natri nhanh chóng vào bên màng S ch y vào nhanh chóng c a ion tích n dương natri làm trung hòa m t ph n n th âm c a màng t bào Như v y, hình 46-9 B, n th ngh c a màng t bào tăng lên t -65 đ n -45 mV M t cúc t n trư c synap nh t có th khơng bao gi tăng n th màng t -65 mV lên đ n -45 mV Vi c đòi h i s gi i phóng ch t d n truy n đ ng th i t nhi u cúc t n ( kho ng 40 đ n 80 cái) Ngư ng kích thích: Khi n th kích thích màng sau synap( EPSP) tăng đ cao đ n m t m mà t i kh i đ u m t n th ho t đ ng t bào th n kinh Tuy nhiên, n th ho t đ ng không b t đ u v i kh p th n kinh kích thích li n k Thay vào đó, b t đ u đo n ban đ u c a s i tr c nơi s i tr c r i kh i thân th n kinh 588 Dòng K+ Nơron tr ng thái c ch Lý cho quan m thân t bào có tương đ i kênh natri màng c a nó, nên r t khó cho EPSP m đư c đ s lư ng kênh natri đ t o n th ho t đ ng Ngư c l i, màng c a đo n đ u c a s i tr c có đ s lư ng kênh đ t o nên kích thích Khi n th ho t đ ng b t đ u, d c theo ngo i vi s i tr c thư ng hư ng xa thân t bào.Trong m t s trư ng h p ngư c vào s i nhánh không ph i t t c Vì v y, hình 46-9B, ngư ng kích thích c a t bào th n kinh đư c th hi n kho ng -45 mV Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters Thay đ i n th c ch th n kinh Tác d ng c ch ch y u b ng cách m kênh clorua, cho phép ion clorua qua d dàng Đ hi u làm th kh p th n kinh c ch t bào th n kinh sau synap, ph i nh l i nh ng h c v n th Nernst cho ion clorua Ta tính đư c n th Nernst cho ion clorua vào kho ng -70 mV, âm so v i -65 mV thư ng hi n di n bên màng t bào th n kinh ngh ngơi Như v y, m kênh clorua s cho phép ion clorua mang n tích âm di chuy n t d ch ngo i bào vào bên t bào, làm cho n th màng t bào l i âm hơn bình thư ng M kênh kali s cho phép ion kali mang n tích dương di chuy n bên làm cho n th màng âm bình thư ng C vi c làm đư c g i tăng phân c c S tăng phân c c gây nên điên th c ch màng sau synap (IPSP) Hình 46-9 C cho th y nh hư ng lên n th màng gây b ng cách kích ho t kh p th n kinh c ch , cho phép clorua vào t bào / ho c kali kh i t bào, n th màng gi m t giá tr thông thư ng -65 mV đ n giá tr âm -70 mV Như v y n th màng gi m mV âm bình thư ng ta g i m t IPSP -5 mV, có tác d ng c ch truy n tín hi u th n kinh thông qua kh p th n kinh Th i gian n th sau synap: Khi có s kích thích th n kinh , màng t bào th n kinh tr nên r t th m đ i v i ion natri 1-2 ph n nghìn giây Trong th i gian ng n này, ion natri đ đ khu ch tán nhanh chóng vào bên c a nơron v n đ ng sau synap làm tăng n th màng t bào lên m t vài mV, t o EPSP đư c th hi n b i đư ng cong màu xanh da tr i màu xanh hình 46-10 Đi n th t t gi m 15 miligiây ti p theo th i gian c n thi t cho n tích dương dư th a r kh i t bào th n kinh đ thi t l p l i n th ngh bình thư ng c ch trư c synap Ngoài s c ch đư c t o b i synap c ch màng t bào th n kinh( đư c g i c ch sau synap), có m t lo i c ch thư ng x y cúc t n trư c synap trư c tín hi u th n kinh đ n đư c kh p th n kinh Lo i c ch đư c g i c ch trư c synap c ch trư c synap s gi i phóng c a m t ch t c ch vào bên c a dây th n kinh trư c synap trư c đ n dây th n kinh sau synap 16 +20 Đi n th ho t đ ng Millivolts S c ch trư c synap x y r t nhi u đư ng nh n c m h th ng th n kinh Trong th c t , s i th n kinh c m giác li n k thư ng c ch l n nhau, làm gi m thi u s lan truy n s xáo tr n tín hi u vùng c m giác Chương ti p s tìm hi u kĩ –20 16 synapses firing 8 synapses firing 4 synapses firing 16 –40 n th kích thích sau synap –60 Đi n th màng ngh –80 10 12 14 16 Milliseconds 589 UNIT IX nh hư ng c a synap c ch lên màng sau synap - n th c ch màng sau synap: Trong h u h t trư ng h p, ch t c ch GABA (acid gamma-aminobutyric) Nó làm m kênh anion,cho phép m t s lư ng l n ion clorua khu ch tán vào t bào Đi n tích âm c a ion c ch d n truy n qua synap chúng h y b tác d ng kích thích c a ion natri mang n tích dương Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology Tác d ng ngư c l i x y cho m t IPSP; kh p th n kinh c ch làm tăng tính th m c a màng đ i v i ion kali ho c clorua, ho c c hai, - mili giây, vi c ày làm gi m n th màng đ n m t giá tr âm nhi u bình thư ng,do t o IPSP Đi n th m t kho ng 15 ph n nghìn giây Các ch t truy n đ t th n kinh có th kích thích ho c c ch t bào th n kinh sau synap lâu n a: hàng trăm mili giây, th m chí vài giây, phút,ho c gi Nh t v i ch t truy n đ t phân t l n “c ng kích thích theo khơng gian” N u ch có m t cúc t n gi i phóng ch t truy n đ t h u khơng bao gi gây đư c hưng ph n nơ ron sau lư ng ch đ gây m t n th kích thích khơng q 0,5 - mV c n ph i có 10 - 20 mV m i đ t t i ngư ng kích thích Tuy nhiên, thư ng có nhi u cúc t n b kích thích đ ng th i th m cúc t n gi i phóng ch t truy n đ t m t vùng r ng c a màng sau synap tác d ng có th đư c “c ng” l i đ đ gây hưng ph n màng sau synap S thay đ i n th m thân nơ ron s d n đ n s thay đ i n th g n th b t kì m t bào b i tính d n n c a nơ ron r t t t Do v y, có nhi u kích thích đ ng th i x y t i m khác m t di n l n c a m t màng sau synap n th riêng l đư c c ng l i n u đ l n, đ t t i ngư ng kích thích gây n th ho t đ ng đo n phát sinh s i tr c, n ó đư c ch ng minh t r o n g hình 46-10 Đư ng dư i n th đư c gây b i s kích thích đ ng th i c a synap th n kinh; n th cao bên đư c gây b i s kích thích c a synap th n kinh; cu i cùng, EPSP cao nh t đư c gây b i s kích thích c a 16 kh p th n kinh “ c ng kích thích theo th i gian” Ch t truy n đ t cúc tân gi i phóng ch có tác 590d ng lên kênh ion kho ng mili giây n th kích thích sau synap l i dài t i 15 mili giây nên th i gian này, n u có m t l n m th Đ i v i m t n th màng v a dư i tác đ ng c a ch t c ch v a dư i tác đ ng c a ch t kích thích chúng s tri t tiêu m t ph n ho c hoàn toàn l n Ch c đ c bi t c a s i nhánh vi c kích thích th n kinh Vùng không gian l n c a s i nhánh S i nhánh c a nơron v n đ ng trư c thư ng kéo dài t 500-1000 micromet theo t t c hư ng t thân t bào th n kinh, nh ng s i nhánh có th nh n đư c tín hi u t m t vùng không gian r ng l n xung quanh t bào th n kinh v n đ ng đ c tính cung c p m t h i l n cho vi c t ng h p tín hi u t nhi u s i th n kinh trư c synap riêng r m t m quan tr ng n a có đ n 80 đ n 95% cúc t n c a nơron v n đ ng trư c ti p h p v i s i nhánh, ngư c l i ch 5-20 % ti p h p v i thân t bào Như v y, ph n l n kích thích đư c nh n t s i nhánh H u h t s i nhánh không th truy n n th ho t đ ng có tương đ i kênh Natri voltagegated ngư ng kích thích c a cao, có th truy n tín hi u xu ng thân t bào b i l c n d n truy n qua d ch n i bào S suy gi m c a l c n d n s i nhánh hi u ng kích thích ho c c ch b i synap n m c nh thân t bào Trong hình 46-11, nhi u synap kích thích c ch th n kinh đư c th hi n đ kích thích s i nhánh c a m t t bào th n kinh Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters 30 20 Ϫ 35 Ϫ 50 Ϫ40 Ϫ50Ϫ60 Ϫ30Ϫ40 E Ϫ 60 Ϫ60 mV I I Ϫ70 Ϫ75 I I T n su t phóng n m i giây Ϫ E Ϫ E 500 400 Nơron 300 UNIT IX 10 E Ϫ40 Ϫ50 I Ϫ75 I Ϫ70 Ϫ60 E Ϫ E 20 E E Ϫ Ϫ2 E 600 E Nơron 200 Ngư ng kích thích Nơron 100 0 10 15 20 25 30 35 tr ng thái kích thích (đơn v tùy ý) HÌnh 46-11 S kích thích c a m t t bào th n kinh b i cúc t n n m s i nhánh , hi n th s suy gi m c a dịng kích thích tr i qua s d n truy n Trên s i nhánh bên trái, ,,, Tuy nhiên, m t ph n l n c a EPSP b m t trư c đ n đư c thân t bào Lý s i nhánh r t dài, màng c a chúng r t m ng làm cho m t ph n ion kali clo th m qua, làm cho chúng dòng n b “rò r ” Như v y, trư c n th kích thích có th đ n đư c thân t bào, m t ph n l n n th b m t rò r thông qua màng S gi m n th v n chuy n t s i nhánh v phía thân t bào đư c g i decremental conduction S d n truy n tín hi u kích thích xa s s t gi m n th nhi u tín hi u đ n đư c v i thân t bào Như v y kh p th n kinh n m g n thân t bào gây hi u ng kích thích ho c c ch t t S c ng kích thích c ch gai s i nhánh cao nh t hính 46-11 cho th y v a b tác đ ng b i synap c ch v a b tác đ ng b i synap kích thích đ u xa c a s i nhánh có EPSP m nh, ph n g n thân có synap c ch tác đ ng Nh ng synap th n kinh c ch cung c p m t n áp siêu phân c c mà vơ hi u hóa hồn tồn tác d ng kích thích bên th c s ch truy n m t lư ng nh tác d ng c ch hư ng v phía thân t bào Như v y, s i nhánh có th “ c ng” kích thích ho c c ch thân t bào S tương quan v tr ng thái c a s i th n kinh N u m c đ kích thích th n kinh l n m c đ c ch , ngư i ta nói t bào “tr ng thái kích thích”, ngư c l i n u m c đ c ch l n hơn, ngư i ta nói t bào “tr ng thái c ch ” Khi tr ng thái kích thích c a t bào th n kinh tăng lên ngư ng kích thích, t bào th n kinh s l p l i fire mi n tr ng thái kích thích v n cịn m c đ Hình 46-12 cho th y ph n ng c a ba lo i t bào th n kinh v i m c c a tr ng thái kích thích khác Lưu ý r ng nơron th có ngư ng kích thích th p, nơron th có ngư ng kích thích cao Cũng ý r ng nơron có t n s t i đa c a dòng ch y th p nh t, nơ ron có t n s t i đa ch y cao nh t 591 Unit IX  The Nervous System: A General Principles and Sensory Physiology M t s t bào th n kinh h th ng th n kinh trung ương fire liên t c b i c tr ng thái kích thích bình thư ng ngư ng kích thích M t s đ c m đ c bi t c a d n truy n synap M i synap N u có nhi u kích thích liên t c , kéo dài qua synap lư ng ch t truy n đ t đư c s n xu t không k p bù l i lư ng tiêu hao, xung đ ng th n kinh khơng đư c d n truy n qua synap n a ho c r t nhi u hi n tư ng m i synap M t m i ch c c c kì quan tr ng c a synap b i h th ng th n kinh tr nên ph n khích m c, s m i synap làm cho h th n kinh ngưng b kích thích th i gian Ví d , đ ng kinh, m i synap có l ch quan tr ng nh t đ ng ng l i v y, m i synap m t ch b o vê, ch ng l i vi c ho t đ ng th n kinh m c… nh hư ng c a nhi m toan ho c nhi m ki m d n truy n synap H u h t t bào th n kinh đ u b nh hư ng b i vi c thay đ i pH c a d ch k xung quanh Thông thư ng, nhi m ki m làm t bào th n kinh d b kích thích m t cách đáng k Ví d ,vi c tăng pH máu đ ng m ch t m c 7,4 đ n 7,8-8,0 thư ng gây ch ng đ ng kinh s tăng kích thích c a m t s ho c t t c nh ng t bào th n kinh ngư i d m c ch ng đ ng kinh, c có tăng thơng khí kho ng th i gian ng n, làm nâng cao đ pH, có th thúc đ y gây đ ng kinh Ngư c l i, nhi m toan l i gây c ch ho t đ ng th n kinh; gi m đ pH t 7,4 đ n dư i 7,0 thư ng gây tr ng thái hôn mê Ví d , b nh ti u đư ng r t n ng ho c toan urê, hôn mê g n luôn xu t hi n 592 nh hư ng c a gi m oxi máu d n truy n th n kinh Th n kinh b kích thích t t ph thu c vào vi c cung c p đ y đ oxi hay không Ng ng cung c p oxi ch m t vài giây có th gây vi c m t kh b kích thích c a m t s t bào th n kinh nh hư ng đư c minh ch ng dòng máu não b ng ng t 3-7s, ngư i có th b b t t nh nh hư ng c a thu c d n truy n th n kinh Có thu c đư c bi t đ n có tác d ng kích thích có thu c có tác d ng c ch Tuy nhiên, thu c có tác d ng kích thích khơng ph i làm gi m ngư ng kích thích t bào mà c ch ho t đ ng c a ch t c ch , ví d c ch ho t đ ng c a glycin t y s ng Còn ph n l n thu c tê làm tăng ngư ng kích thích c a t bào th n kinh làm gi m s d n truy n synap t i nhi u m h th ng th n kinh M t s thu c gây mê đ c bi t lipid hòa tan đư c cho r ng chúng làm thay đ i đ c tính v t lý c a màng t bào th n kinh, n chúng đáp ng v i kích thích ch đ ng “Ch m synap” Q trình thơng tin đư c truy n qua synap ph i qua nhi u bư c : đưa b c nh xu ng, hòa màng v i màng c a cúc t n cùng, ch t truy n đ t gi i phóng khu ch tán khe synap, g n v i receptor màng sau synap, m kênh ion gây kh c c màng Tuy m i bư c r t ng n c q trình địi h i m t th i gian nh t đ nh b i v y t c đ d n truy n qua synap s ch m d n truy n s i tr c Đó hi n tư ng ch m synap Chapter 46 Organization of the Nervous System, Basic Functions of Synapses, and Neurotransmitters Bibliography 593 UNIT IX Alberini CM: Transcription factors in long-term memory and synaptic  plasticity. Physiol Rev 89:121, 2009 Ariel  P,  Ryan  TA:  New  insights  into  molecular  players  involved  in  neurotransmitter release. Physiology (Bethesda) 27:15, 2012 Ben-Ari Y, Gaiarsa JL, Tyzio R, Khazipov R: GABA: a pioneer transmitter that excites immature neurons and generates primitive oscillations. Physiol Rev 87:1215, 2007 Chadderton  P,  Schaefer  AT,  Williams  SR,  Margrie  TW:  Sensoryevoked  synaptic  integration  in  cerebellar  and  cerebral  cortical  neurons. Nat Rev Neurosci 15:71, 2014 Clarke  LE,  Barres  BA:  Emerging  roles  of  astrocytes  in  neural  circuit  development. Nat Rev Neurosci 14:311, 2013 Gassmann  M,  Bettler  B:  Regulation  of  neuronal  GABA(B)  receptor  functions by subunit composition. Nat Rev Neurosci 13:380, 2012 Jacob TC, Moss SJ, Jurd R: GABA(A) receptor trafficking and its role  in the dynamic modulation of neuronal inhibition Nat Rev Neurosci  9:331, 2008 Kandel  ER:  The  molecular  biology  of  memory  storage:  a  dialogue  between genes and synapses. Science 294:1030, 2001 Kavalali  ET,  Jorgensen  EM:  Visualizing  presynaptic  function.  Nat  Neurosci 17:10, 2014 Kerchner  GA,  Nicoll  RA:  Silent  synapses  and  the  emergence  of  a  postsynaptic mechanism for LTP. Nat Rev Neurosci 9:813, 2008 Klein R: Bidirectional modulation of synaptic functions by Eph/ephrin  signaling. Nat Neurosci 12:15, 2009 Lisman  JE,  Raghavachari  S,  Tsien  RW:  The  sequence  of  events  that  underlie  quantal  transmission  at  central  glutamatergic  synapses.  Nat Rev Neurosci 8:597, 2007 O’Rourke  NA,  Weiler  NC,  Micheva  KD,  Smith  SJ:  Deep  molecular  diversity  of  mammalian  synapses:  why  it  matters  and  how  to  measure it. Nat Rev Neurosci 13:365, 2012 Paoletti  P,  Bellone  C,  Zhou  Q:  NMDA  receptor  subunit  diversity:  impact on receptor properties, synaptic plasticity and disease. Nat  Rev Neurosci 14:383, 2013 Pereda AE: Electrical synapses and their functional interactions with  chemical synapses. Nat Rev Neurosci 15:250, 2014 Sala C, Segal M: Dendritic spines: the locus of structural and functional plasticity. Physiol Rev 94:141, 2014 Sigel  E,  Steinmann  ME:  Structure,  function,  and  modulation  of  GABA(A) receptors. J Biol Chem 287:40224, 2012 Sjöström PJ, Rancz EA, Roth A, Häusser M: Dendritic excitability and  synaptic plasticity. Physiol Rev 88:769, 2008 Spruston N: Pyramidal neurons: dendritic structure and synaptic integration. Nat Rev Neurosci 9:206, 2008 Tyagarajan SK, Fritschy JM: Gephyrin: a master regulator of neuronal  function? Nat Rev Neurosci 15:141, 2014 van den Pol AN: Neuropeptide transmission in brain circuits. Neuron  76:98, 2012  ... a t bào th n kinh khác đ t o thành m t chu i xung ph c t p t i t bào th n kinh ti p Các lo i synap : synap hóa synap n Có lo i synap synap hóa synap n ( hình 46- 5) H u h t lo i synap đư c s d... u th n kinh đ n đư c kh p th n kinh Lo i c ch đư c g i c ch trư c synap c ch trư c synap s gi i phóng c a m t ch t c ch vào bên c a dây th n kinh trư c synap trư c đ n dây th n kinh sau synap. .. g i : cúc t n cùng, nút synap, hay m n synap Hình 46- 5A ch c u trúc b n c a synap hóa h c Tr m trư c synap đư c ngăn cách v i tr m sau synap b i khe synap có chi u r ng vào kho ng 200 đ n 300