Wybieranie: Biologiczne podstawy zachowań

neurotransmiter

• cAMP (cykliczny adenozynomonofosforan)
• cGMP (cykliczny guanozynomonofosforan)
• IP3 (inozytolo-3-fosforan)
• DAG (diacyloglicerol)
• Ca²⁺ (jon wapnia)
• NO (tlenek azotu)

posiada długie aksony łączące odległe obszary OUN, umożliwiając komunikację między strukturami mózgowymi .

• A + B > A
• Przykład: glicyna (NMDAR), benzodiazepiny
(GABAAR)
• A + B < A
• Przykład : klozapina

• GABA(A) (Cl⁻)
• GlyR (receptor glicynowy) (Cl⁻) .

• Neurotransmiter: Kwas gamma-aminomasłowy (GABA)
• Efekt: Hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej (IPSP)
• Jony: Cl⁻
• Lokalizacja: OUN – działanie hamujące

Ligand, który blokuje działanie agonisty

• Rozkład enzymatyczny – enzymy degradujące neurotransmitery (np. acetylocholinoesteraza dla acetylocholiny).
• Wychwyt zwrotny – transportery presynaptyczne przenoszą neurotransmiter z powrotem do neuronu.
• Bierna dyfuzja – neuroprzekaźnik rozprasza się poza synapsę.

Receptory 7TM odgrywają kluczową rolę w regulacji funkcji układu nerwowego, dlatego wiele leków psychotropowych i uzależniających działa właśnie poprzez te szlaki. Modulacja tych receptorów pozwala na leczenie zaburzeń psychicznych, neurologicznych oraz chorób somatycznych.

syntetyzowany przez cyklazę adenylanową .

Transportery na
błonie
presynaptycznej:
- GAT.
Transportery na
stopce ssącej
astrocytu:
- GAT.

informacja przesyłana pomiędzy neuronami (kom. nerwowymi) za pomocą neuroprzekaźników, hormonów, czynników troficznych i cytokin zamieniana jest na biochemiczne sygnały wewnątrzkomórkowe;

• Neuropeptydy: endorfiny, substancja P, neuropeptyd Y, czynnik uwalniający kortykotropinę (CRF)
• Tłuszcze: anandamid (endokannabinoid).
• Gazy: tlenek azotu (NO), tlenek węgla (CO) .

przewodzi impulsy od ośrodkowego układu nerwowego do efektorów (np. mięśni lub gruczołów), kontrolując ich aktywność .

1. Neurotransmiter (ligand) przyłącza się do receptora.
2. Aktywacja białka G, które oddziałuje na enzym wewnątrzkomórkowy.
3. Enzym syntetyzuje wtórny przekaźnik, np. cAMP, IP3, DAG.
4. Wtórny przekaźnik aktywuje kinazy białkowe, które modulują działanie komórki .

• Kanały wapniowe aktywują się w odpowiedzi na depolaryzację błony komórkowej.
• Napływ jonów Ca²⁺ jest niezbędny do uruchomienia egzocytozy i uwolnienia neuroprzekaźnika .

• Jądro komórkowe zawiera materiał genetyczny w postaci DNA i kontroluje ekspresję genów .
• Gen to sekwencja DNA kodująca informację potrzebną do syntezy białka lub RNA.

każda substancja, która przyłącza się do receptora (ma do niego powinowactwo)

Jony Ca²⁺ są kluczowe zarówno dla egzocytozy, jak i endocytozy – umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie białek transportujących pęcherzyki .

Anandamid to endokannabinoid, który wpływa na receptory kannabinoidowe w mózgu i bierze udział w regulacji nastroju, bólu i apetytu .

Endocytoza to proces odzyskiwania błony pęcherzykowej po uwolnieniu neurotransmitera. Wyróżniamy:
• Fagocytozę – pochłanianie dużych cząsteczek.
• Pinocytozę – pobieranie płynów i substancji rozpuszczonych.
• Endocytozę zależną od receptorów – pobieranie konkretnych cząsteczek (np. cholesterolu)

to kanał jonowy dla Cl-

• Neuroglej wypełnia przestrzeń, zapewnia
strukturę, „szkielet”, wytwarza mielinę,
zajmuje się fagocytozą.
• Zapewniają dobrostan neuronom
– W CUN jest więcej kom. glejowych niż
neuronów.
• 3 typy kom. glejowych:
-Astrocyty
-Mikroglej
-Oligodendrocyty (CUN) lub kom. Schwanna (na
obwodzie)

ekspresję genów, modulując funkcje komórek nerwowych i inne procesy biologiczne.

• Neurotransmiter: Serotonina
• Wtórny przekaźnik: cAMP, IP₃
• Efekt: Regulacja nastroju, snu i funkcji poznawczych

• są heterogenne – mediują większość
efektów hamujących w UN;
• Wiele leków wiąże się z GABAAR nasilając jego
efekty;

jonotropowe

Tlenek azotu (NO) i tlenek węgla (CO) są gazowymi neurotransmiterami, które różnią się od klasycznych neuroprzekaźników, ponieważ:
• Nie są magazynowane w pęcherzykach synaptycznych.
• Dyfundują przez błony komórkowe, działając na pobliskie neurony.
• Pełnią funkcję neuromodulatorów w plastycznoś

Hiperpolaryzacja to proces odwrotny do depolaryzacji – potencjał błony staje się bardziej ujemny niż potencjał spoczynkowy. Następuje na skutek otwarcia kanałów potasowych (wypływ K⁺) lub chlorkowych (napływ Cl⁻).

- Sygnał chemiczny (neurotransmiter) jest
tłumaczony na:
- sygnał elektryczny (zmiana w napięciu na
błonie postsynaptycznej);
- sygnał wewnątrzkomórkowy (wtórne
przekaźniki).

Depolaryzacja to proces, w którym wnętrze neuronu staje się bardziej dodatnie niż w stanie spoczynku. Występuje na skutek napływu jonów Na⁺ przez otwarte kanały sodowe bramkowane napięciem.

Otwarcie tych kanałów powoduje repolaryzację
błony kom.
• Jony K+ wypływają ze środka powodując wzrost
elektroujemności wnętrza neuronu, przywracając
potencjał spoczynkowy

1. Neurony jednobiegunowe
2. Neurony dwubiegunowe
3. Neurony wielobiegunowe

syntetyzowany przez cyklazę guanylanową .

działa natychmiast po przyłączeniu neurotransmitera, otwierając kanał jonowy.

Katecholaminy: dopamina (DA), noradrenalina (NA), adrenalina (epinefryna).

Potencjał spoczynkowy to różnica napięcia elektrycznego między wnętrzem a zewnętrzem błony komórkowej neuronu w stanie niepobudzonym. Wnętrze neuronu jest bardziej ujemne niż otoczenie, co wynika z działania mechanizmów transportu jonów

Receptory związane z białkiem G (metabotropowe) bardziej skomplikowane efekty, angażujące wtórne przekaźniki (II i III rzędu). Te receptory działają wolniej, ale mogą wywoływać długotrwałe zmiany w komórce.

presynaptycznej (działanie hamujące) lub
postsynaptycznej (mieszane);

- elementy strukturalne komórek – np. cytoszkielet
(włókna aktynowe, mikrotubule – transport
wewnątrzkomórkowy),
- kataliza – ENZYMY
- komunikacja między wnętrzem komórki i środowiskiem
pozakomórkowym; także między komórkami
- przekaźnictwo międzykomórkowe – niektóre
NEUROPRZEKAŹNIKI, HORMONY

syntetyzowane przez fosfolipazę C

• Ciało ludzkie jest zbudowane z różnych
kompartmentów, pomiędzy którymi
substancję przemieszczają się;
– Leki rozpuszczalne w tłuszczach pozostają w
tkance tłuszczowej, czasami na długi okres czasu
• Bariery pomiędzy kompartmentami
zbudowane są z fosfolipidów (błon kom.)
– żołądek, kom. krwi
– BARI

Transportery na
błonie
presynaptycznej:
- GLT;
- EAAC1;
- GAT.
Transportery na
stopce ssącej
astrocytu:
- GLT;
- Glast;
- GAT.

• Receptory glutaminergiczne:
• AMPA (Na⁺, K⁺)
• NMDA (Ca²⁺, Na⁺, K⁺)
• Receptor nikotynowy (nAChR) (Na⁺, K⁺)

Tak, potencjał spoczynkowy jest utrzymywany dzięki aktywnym mechanizmom transportu jonów, przede wszystkim pompie sodowo-potasowej, która działa kosztem ATP

• Neurotransmiter: Noradrenalina, adrenalina
• Wtórny przekaźnik: cAMP, IP₃
• Efekt: Kontrola napięcia naczyń krwionośnych i pracy serca

• Najmniejsze z kom. glejowych;
• Są w stanie migrować w CUN;
• Namnażają się;
• Wspierają neuron ponieważ usuwają (np.
fagocytoza) kom. bakteryjne, lub resztki innych
komórek;
• Glejoza.

• W okresie
embrionalnym – tylko
podjednostki alfa 2;
• W dorosłości –
podjednostki alfa i beta,
beta w interakcji z
gepheryną;
• Strychnina - antagonista

przepuszczają Ca2+ i są
napięciowozależne

Katecholaminy to neuroprzekaźniki i hormony syntetyzowane z tyrozyny, należące do grupy monoamin:
• Dopamina (DA)
• Noradrenalina (NA, norepinefryna)
• Adrenalina (epinefryna) .

aktywuje białko G, które wpływa na efektor i wtórne przekaźniki, co prowadzi do zmiany aktywności komórki.

Osłonka mielinowa w OUN, Izolacja aksonów w OUN

• Neurotransmiter: Glutaminian
• Wtórny przekaźnik: cAMP, IP₃
• Efekt: Plastyczność synaptyczna i modulacja przekaźnictwa nerwowego

Potencjał spoczynkowy neuronu wynosi około -65 mV.

jest glutaminian

• Etapy aktywacji:
• 1) Ligand przyłącza sią do
receptora
• 2) białko G oddziaływuje na
enzym
• 3) Enzym reguluje stężenie
wtórnego przekaźnika
• 4) wtórny przekaźnik aktywuje
kinazy białkowe

ligand przyłączając się do miejsca
wiązania agonisty odwraca działanie receptora

zlokalizowane pre i postsynaptycznie
działają hamująco;

GPCR Receptory metabotropowe

Neurotransmitery to substancje chemiczne, które przekazują sygnały między neuronami poprzez synapsy.

receptory jonotropowe i GPCR

Neurony składają się z:
• Ciała komórkowego (soma) – zawiera jądro i organelle odpowiedzialne za metabolizm i syntezę białek.
• Dendrytów – wypustki odbierające sygnały od innych neuronów.
• Aksonu – przewodzi impulsy nerwowe do innych komórek.
• Osłonki mielinowej – izoluje akson, przyspieszają

• Neurotransmiter: Glutaminian
• Efekt: Depolaryzacja błony postsynaptycznej (EPSP)
• Jony: Na⁺, K⁺
• Lokalizacja: OUN – szybkie przewodzenie sygnałów pobudzających

1. Neurony czuciowe
2. Neurony motoryczne
3. Interneurony (neurony asocjacyjne)

syntetyzowany przez syntazę tlenku azotu (NOS) .

jest GABA

IPSP (hamujący) → hiperpolaryzacja, zmniejsza prawdopodobieństwo wyładowania.
IPSP: GABA otwiera kanały Cl⁻, co prowadzi do hiperpolaryzacji i hamowania neuronu” .

To okres po wystąpieniu potencjału czynnościowego, w którym neuron nie może zostać ponownie pobudzony, niezależnie od siły bodźca. Wynika to z inaktywacji napięciowozależnych kanałów sodowych.

• Odkrył “Vagusstoff”, później
nazwaną acetylocholiną;
• wskazał na neurotransmisję jako mechanizm przekazywania informacji w OUN
• Nagroda Nobla w 1936 r.
• badał działanie płynu zebranego w okolicach serca żaby po stymulacji części układu autonomicznego na pracę serca innej żaby

reguluje aktywność kinaz białkowych i transkrypcję genów.

wszystkie kroki prowadzące od
genu do powstania dojrzałej
cząsteczki białka

mRNA przenosi informację genetyczną z jądra do cytoplazmy i jest odczytywane przez rybosomy
1. Transkrypcja – synteza mRNA w jądrze komórkowym.
2. Transport do cytoplazmy.
3. Translacja – rybosomy tłumaczą kod mRNA na białko .

Wtórne przekaźniki to cząsteczki, które pośredniczą w przekazywaniu sygnału wewnątrz komórki po aktywacji receptora metabotropowego.

Transportery to białka, które przenoszą neuroprzekaźniki z powrotem do neuronu .
• SERT – transporter serotoniny.
• NET – transporter noradrenaliny.
• DAT – transporter dopaminy.

składa się z komórek śródbłonka, astrocytów i błony podstawnej, które regulują przepuszczalność dla substancji
• Chroni mózg przed toksynami i patogenami.
• Reguluje przepuszczalność substancji (np. glukoza, aminokwasy).
• Przepuszcza substancje lipofilowe, jak tlen, CO₂, hormony steroidowe .

Osłonka mielinowa w PNS, Przyspieszają przewodzenie impulsów nerwowych

• Neurotransmiter: Acetylocholina
• Wtórny przekaźnik: IP₃, DAG
• Efekt: Regulacja funkcji ośrodkowego układu nerwowego (OUN) i autonomicznych

Dyfuzja – inaktywacja neuropeptydów, ulegają biernej dyfuzji poza synapsę, tracąc możliwość aktywowania receptorów .

napięciowozależne kanały sodowe są inaktywowane.

Pompa sodowo-potasowa transportuje 3 Na⁺ na zewnątrz i 2 K⁺ do wnętrza komórki, co pozwala neuronowi pozostać w stanie gotowości do generowania impulsu nerwowego. Jest to proces wymagający zużycia ATP .

• Etapy:
1) Ligand (BDNF) przyłącza się do receptora Trk
2) Receptor Trk łączy się ze sobą, fosforylując się
wzajemnie – aktywacja innych kinaz białkowych

enzymy które dodają resztę fosforanową

1) Znajdują się i są wytwarzane w części
presynaptycznej.
2) mechanizm inaktywacji.
3) pobudzony neuron uwalnia neurotransmiter.
4) Specyficzne receptory w części
postsynaptycznej.
5) wywiera działanie – efekt biologiczny.
6) Antagoninsta danego receptora blokuje efekt
neurotransmitera.

przewodzi impulsy do ośrodkowego układu nerwowego, odbierając bodźce z receptorów

EPSP (pobudzający) → depolaryzacja, zwiększa prawdopodobieństwo wyładowania neuronu.
Glutaminian otwiera kanały Na⁺, co prowadzi do depolaryzacji i pobudzenia neuronu.

To okres, w którym neuron może zostać pobudzony, ale wymaga silniejszego bodźca niż w normalnych warunkach. Wynika to z trwającej repolaryzacji (otwarte kanały K⁺).

A) Akso-dendrytyczna B) Akso-somatyczna C) Akso-aksonalna

jest regulacja aktywności kinaz białkowych (III-rzędowy przekaźnik), które fosforylują inne białka;

Selektywna przepuszczalność – błona jest bardziej przepuszczalna dla jonów K⁺ niż Na⁺, co sprzyja ich ucieczce na zewnątrz.
Obecność kanałów jonowych – niektóre kanały jonowe (np. przeciekowe dla K⁺) pozostają stale otwarte, co pozwala na utrzymanie potencjału .

• Neurotransmiter: Glutaminian
• Efekt: Pobudzenie postsynaptyczne (EPSP)
• Jony: Ca²⁺, Na⁺, K⁺
• Lokalizacja: OUN – udział w plastyczności synaptycznej i uczeniu się
• Cechy:
• Blokowany przez Mg²⁺ w stanie spoczynku.
• Wymaga obecności glicyny lub D-seryny jako ko-agonistów.

regulujące ekspresję genów;

• Zawsze o takim samym kształcie (amplitudzie
napięcia);
• Zawsze o takiej samej szybkości;
• Prawo wszystko albo nic;
• Ma taki sam charakter wzdłuż całego aksonu
• Częstotliwość i wzór potencjałów
czynnościowych koduje informacje.

• IP3 powoduje uwalnianie Ca²⁺ z retikulum endoplazmatycznego, DAG aktywuje kinazę białkową C.
• Ca²⁺ → bierze udział w regulacji neurotransmisji i egzocytozy .

• ma działanie hamujące – wywołuję
IPSP;
• Glicyna jest ważnym neurotransmiterem
hamującym w rdzeniu kręgowym i pniu mózgu

• W przeszłości: każdy neuron wydziela jeden i
tylko jeden neurotransmiter (-ergiczny);
• Obecnie: neurony zwykle wydzielają dwa lub
więcej neuroprzekaźników (klasyczne i
nieklasyczne)

• Neurotransmiter: Acetylocholina (ACh)
• Efekt: Depolaryzacja błony postsynaptycznej (EPSP)
• Jony: Na⁺ i K⁺

większość efektów synaptycznych, NMDAR – inicjują plastyczność synaptyczną, a gdy przestymulowane to
cytotoksyczność;

Aminokwasy: GABA, glutaminian, asparaginian, glicyna.

• serotonina (5-HT).
• Acetylocholina (ACh) .

pośredniczy między neuronami aferentnymi (czuciowymi) a eferentnymi (ruchowymi). Występuje głównie w OUN i nie wychodzi poza daną strukturę mózgu .

• Jądro komórkowe – zawiera DNA i kontroluje ekspresję genów.
• Rybosomy – odpowiadają za syntezę białek.
• Siateczka śródplazmatyczna szorstka – syntetyzuje białka na eksport lub dla błony komórkowej.
• Siateczka śródplazmatyczna gładka – synteza lipidów i magazynowanie wapnia.
• Aparat Golgieg

• Neurotransmiter: GABA
• Wtórny przekaźnik: cAMP
• Efekt: Hamujące działanie w ośrodkowym układzie nerwowym

Etapy aktywacji:
1) Ligand przyłącza sią do
receptora
2) białko G oddziaływuje na
kanał jonowy
3) jony wypływają z
neuronu

wpływając na wzrost i przeżycie neuronów;

Egzocytoza to proces uwalniania neurotransmiterów z zakończeń presynaptycznych.
• Wzrost stężenia Ca²⁺ w komórce aktywuje synaptotagminę, która powoduje fuzję pęcherzyka synaptycznego z błoną i uwolnienie neurotransmitera .

• Miejsce ortosteryczne: miejsce na receptorze,
do którego przyłącza się neurotransmiter (A);
• Miejsce allosteryczne: miejsce na receptorze
do którego przyłącza się jakaś cząsteczka (B),
ale nie oddziałuje samodzielnie.

Ruch zgodnie z gradientem elektrycznym :
• Ruch zgodnie z gradientem elektrycznym :
– Ładunki przeciwne się przyciągają, ładunki takie
same się odpychają – siła elektrostatyczna
• Ruch zgodnie z gradientem stęże
• Właściwości błony kom. neuronu (selektywnie
nieprzepuszczalna i pompa sodowopotasowa).

- błona presynaptyczna;
- Szczelina synaptyczna;
- Błona postsynaptyczna

Autoreceptory to receptory umieszczone na zakończeniach presynaptycznych neuronu, które hamują dalsze uwalnianie neurotransmitera .

AMPA, kainowe i NMDA;

Synapsy pobudzające zwykle mają różne klasy
receptorów dla glutaminianu

to kanały jonowe bramkowane ligandem, które otwierają się po związaniu neurotransmitera, co prowadzi do napływu określonych jonów przez błonę postsynaptyczną .

• Składa się z dwuwarstwy fosfolipidowej, zawierającej:
• Głowy hydrofilowe – skierowane na zewnątrz, w stronę środowiska wodnego.
• Ogony hydrofobowe – skierowane do wnętrza, odpychają wodę.
• Zawiera białka błonowe:
• Kanały jonowe – umożliwiają przepływ jonów.
• Receptory – odbierają sygnał

Na pęcherzyku:
synaptotagmina (sytg),
synaptobrewina (syb)
Na błonie komórkowej:
SNAP-25, syntaksyna (sytx)
W cytoplaźmie
NSF (zawiera -SNAP)

• Zmiany napięcia
– Kiedy depolaryzacja w okolicy wzgórka
aksonalnego przekroczy próg wzbudzenia, neuron
wytwarza potencjał czynnościowy
• Napięciowozależne kanały Na+
– Otwarcie tych kanałów rozpoczyna potencjał
czynnościowy
• Jony Na+ gwałtownie wpływają do środka powodując
depolaryzację.

Ligand, który aktywuje receptor

wtórny przekaźnik
(nie neurotransmiter);

napięciowozależne kanały potasowe są otwarte, co prowadzi do hiperpolaryzacji.

Gwiaździsta struktura,
• Złącza szczelinowe (kanały Ca+), receptory dla
neuroprzekaźników
Gospodarka jonami K;
• Kontrola stężenia neurotransmitera w synapsie;
• Gospodarka/magazyn glukozy;
• Błona glejowa graniczna wewnętrzna;
bariera krew-mózg

1.Dokowanie – pęcherzyk łączy się z błoną presynaptyczną.
2.Priming – przygotowanie pęcherzyka do uwolnienia.
3.Egzocytoza – uwolnienie neuroprzekaźnika do szczeliny synaptycznej.
4.Endocytoza – odzyskanie błony pęcherzykowej.
5.Napełnianie neurotransmiterem – ponowne przygotowanie do użycia

• Neurotransmiter: Dopamina
• Wtórny przekaźnik: cAMP
• Efekt: Pobudzające (D1, D5) lub hamujące (D2-D4) działanie

Receptory metabotropowe (GPCR – G-protein coupled receptors) to receptory siedmiokrotnie przechodzące przez błonę komórkową, które działają poprzez białko G i kaskadę sygnalizacyjną, zamiast bezpośredniego otwierania kanału jonowego .

Agonista o słabym powinowactwie do receptora.

1. Znajdują się i są wytwarzane w części presynaptycznej.
2. Mają mechanizm inaktywacji.
3. Pobudzony neuron uwalnia neurotransmiter.
4. Działają na specyficzne receptory postsynaptyczne.
5. Wywołują efekt biologiczny.
6. Ich działanie można zahamować przez antagonistę .