11/4/2013
1
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
11/4/2013
2
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 nervos
Repere istorice L.Galvani- electricitatea animal ă 1797
A.Volta-bateria electric ă 1800
H.C.Oersted-electromagnetism 1820
11/4/2013
3
Transmiterea şi procesarea semnalului în sistemul nervos
Repere istorice
Otto Loewi-1920- Ach
Cole K. S şi Curtis.H -1939 impedan ţa electric ă, giant axon
Ch. Sherrington – 1897, Sinapsa
Hodkin A.L. & Huxley A.F.1939,PA/Na
Sinapsa chimic ă
Segment presinaptic
E
AGONIŞTI
ANTAGONIŞTI
Sinapsă excitatorie
Sinapsă inhibitorie
Celulă
glială
Segment postsinaptic
11/4/2013
4
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 HIPOFIZARE ACTH, 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
11/4/2013
5
Sinapsa colinergică
Receptori colinergici .
Nicotinici Ag.nicotina Atg. d-tubocurarina
Muscarinici 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
11/4/2013
6
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)
Distribu ţia receptorilor colinergici
III. Alte roluri orgs. unicelulare orgs. pluricelulare
dezvoltare diferenţiere
11/4/2013
7
Receptorii nicotinici musculari embrionari - pe toată suprfaţa fibrei musculare neinervată sau denervată - au o rată mare a turnoverlui
I .Distribu ţia receptorilor colinergici
Receptorii nicotinici musculari joncţionali - la nivelul joncţiunii neuromusculare - au o rată mică a turnoverlui
Receptorii nicotinici neuronali I.Distribu ţia 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
11/4/2013
8
II .Distribu ţia 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 A shton, Allan Young. John Benjamins BV. 2002)
11/4/2013
9
Transportor de colina
Transportor Transportor vezicular de ACh
Muscarinici carbachol edrofoniu
Muscarinici atropina
Sinapsa Colinergica
Sindr. M.Gravis...
ACh
ACh
fizostigmina
vesamicol
hemicolinium
ACh Ach
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
11/4/2013
10
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
11/4/2013
11
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, compu şi organofosforici induc fibrila ţii musculare, blocarea activităţii musculare
Acetilcolinesteraza (AChE) -succinilcolina blocant muscular competitiv - miorelaxant
- anticolinesteraze - tratament pentru miastenia gravis, B.Alzhaimer
-inhibitori reversibili: edrofonium, galamina
11/4/2013
12
sinapsa glutamatergic ă
Sinapsa glutamatergica
11/4/2013
13
Transportori sinaptici
Sinapsa GABAergic ă
11/4/2013
14
Benzodiazepines Nonbenzodiazepine (Zolpidem) Barbiturice Methaqualone Baclofen Muscimol Progabide Tiagabine Bicuculline Metrazol Flumazenil
Sinapse cu amine biogene
Adrenergice
Noradrenergice
Dopaminergice
Serotoninergice
Histaminergice
11/4/2013
15
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
11/4/2013
16
Sistemul Dopaminergic (Neurochemistry of Consciousness. Neurotransmitters in mind by Elaine Perry,Heather A shton, 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
11/4/2013
17
Sinapsa Histaminergică
Neuroni histaminergici-hipotalamici
Rol-comportament
Transmiterea şi procesarea semnalului în sistemul
nervos
II. Transmiterea nonsinaptică
Transmiterea efaptică
Transmiterea auto- paracrină
Transmiterea hormonală
11/4/2013
18
Un model tridimensional al sinapsei electrice: A. Secţiune prin sinapsă.
Fiecare din cele două membrane conţine câte
o jumătate din canalul sinaptic.
B.Conformaţia conexonului variază cu starea închis/deschis.
Transmitere efaptic ă
11/4/2013
19
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
11/4/2013
20
Modularea transmiterii semnalului
Componenta trigger si de conducere
11/4/2013
21
Canale de Na + voltaj- dependente Modularea activit ăţii
Na+ receptor
Gk
PLC
PKC activ
[Ca2+]
PKC inactiv
RACK
P
Ptdins(4,5)P 2
DAG
Inhibarea C Na incetinirea inactiv ării
Dopamina,D 1,AMPc,PKA
Al ţi modulatori
Muscarina Ach-PLC
Cocaina efectul DA
Fosfataza 1,2a Calcineurina
Defosforilare
Na1.8- PGE2 AMPC, efect opus TTX rezistent
