Wybieranie: Biologiczne podstawy zachowań

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 .

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

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

presynaptycznej (działanie hamujące) lub
postsynaptycznej (mieszane);

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

regulujące ekspresję genów;

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.

reguluje aktywność kinaz białkowych i transkrypcję genów.

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 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

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

• 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.

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

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).

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

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

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.

napięciowozależne kanały sodowe są inaktywowane.

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

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

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

• 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

Ligand, który aktywuje receptor

wtórny przekaźnik
(nie neurotransmiter);

neurotransmiter

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

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

Ligand, który blokuje działanie agonisty

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

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

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

• 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.

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

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 .

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

jest glutaminian

przewodzi impulsy do ośrodkowego układu nerwowego, odbierając bodźce z receptorów

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

• 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

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 .

syntetyzowany przez cyklazę adenylanową .

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).

• 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)

to kanał jonowy dla Cl-

Osłonka mielinowa w OUN, Izolacja aksonów w OUN

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

• 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

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

AMPA, kainowe i NMDA;

Synapsy pobudzające zwykle mają różne klasy
receptorów dla glutaminianu

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

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

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

• 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

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

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

GPCR Receptory metabotropowe

działa natychmiast po przyłączeniu neurotransmitera, otwierając kanał jonowy.

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 .

enzymy które dodają resztę fosforanową

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

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

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

zlokalizowane pre i postsynaptycznie
działają hamująco;

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.

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

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)

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

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

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

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

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

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

• 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.

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

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

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

• 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.

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

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

• 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.

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

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

Osłonka mielinowa w PNS, Przyspieszają przewodzenie impulsów nerwowych

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

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

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.

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

ligand przyłączając się do miejsca
wiązania agonisty odwraca działanie receptora

syntetyzowane przez fosfolipazę C

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

Agonista o słabym powinowactwie do receptora.

wszystkie kroki prowadzące od
genu do powstania dojrzałej
cząsteczki białka

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

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

- błona presynaptyczna;
- Szczelina synaptyczna;
- Błona postsynaptyczna

napięciowozależne kanały potasowe są otwarte, co prowadzi do hiperpolaryzacji.

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

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

jonotropowe

wpływając na wzrost i przeżycie neuronów;

jest GABA

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

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

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

przepuszczają Ca2+ i są
napięciowozależne

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 .

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 .

receptory jonotropowe i GPCR

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

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

syntetyzowany przez syntazę tlenku azotu (NOS) .

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

Potencjał spoczynkowy neuronu wynosi około -65 mV.

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

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

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 .

Aminokwasy: GABA, glutaminian, asparaginian, glicyna.

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.

- 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

• 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.

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

syntetyzowany przez cyklazę guanylanową .