Transmiterea sinaptica

Transmiterea   sinaptica

sinapsa este un ansamblu jonctional inter-neuronal care asigura comutarea,transmiterea unidirec-tionala a influxului nervos fie excitator fie inhibitor.

sinapsa prezinta o portiune presilaptica,una post silaptica si fanta

- portiunea presilaptica , terminala sau axonala - este butonul terminal al unei ramuri din arborizatia terminala a axonului,delimitata de o membrana prejonctionala si contine organite celulare (mitocondrii,elemente ale reticulului endoplasmatic,neurotubuli,neurofilamente si vezicule sinaptice cu mediatori chimici). Acest mediator este stocat in vezicule de eliberare dar eliberarea se face sub forma unor coante.

veziculele sinaptice se formeaza la nivelul complexului Golgi din pericarion de unde sunt transportate prin flux axonal,dar unele se sintetizeaza in butonul terminal.

- portiunea post-silaptica - este reprezentat de membrana corespunzatoare zonei de contact cu butonul terminal,aici sunt localizati receptorii chimici specifici substantelor mediatoare eliberate de teritoriul presinaptic.

- spatiul sinaptic sau fanta sinaptica - este dispus intre membrana pre si postsinaptica, contine glicocalix. Poate avea marimi diferite si face sa fie sinapse de tip 1,2,3

secventa fenomenelor in timpul transmiterii sinaptice

inervatia butonului sinaptic de catre influxul nervos care este un fenomen de depolarizare autopropagata si care determina la nivelul butonului terminal schimburi ionice membranare si eliberarea mediatorului chimic.

eliberarea mediatorului chimic in fanta   Exp:acetil-colina care se gaseste stocata in vezicule usor disociate sau noradrenalina legata de ATP

- in repaus exista putini mediatori si induc doar un potential mininaturial.

- influxul nervos ajuns in membrana presinaptica determina schimburi ionice de membrana, influx de sodiu,calciu si eliberare de mediatori prin exocitoza.

- in cazul sinapsei colinergice (sinapsa sistemului nervos vegetativ) mediatorul este acetil-colina,intr- o vezicula se pot gasi pana la 3000 de molecule de acetil-colina.

propagarea transinaptica a influxului nervos

mediatorul tranverseaza spatiul sinaptic in zona postsinaptica,concomitent se produce inactivarea mediatorului care se face pe trei cai:

a)      un proces de reupe-take (preluarea inapoi)

b)     hidroliza sinaptica enzimatica (enzime care descompun mediatorul in sinapse) acetil-colina este hidrolizata de acetil-colin-esteraza.

c)      Difuziunea in spatiu extracelular,acel reupe-take este cel mai important in cazul mediatiei sinapto-adrenergice

in sinapsa se produce intarzierea sinaptica in jur de 0,4-0,7 sec a influxului nervos.

deosebim sinapse excitatoare - sinapse colinergice care induc in membrana post silaptica depolarizare si sinapse inhibitoare - in care sunt implicati mediatorii de tip GABA mediate de serotina etc ,aceste sinapse induc membranei postsinaptice polarizarea.

sinapsele in functie de mediatorii chimici pot fi: sinapse care au catacolamine si sinapse dopaminergice.

deosebim in functie de localizare urmatoarele sinapse: sinapse somatice in sistemul nervos central si sinapse vegetative in sistemul nervos vegetativ.

alti neuro-transmitatori: angiotensina,substanta P care transmite durerea,prostaglandine (din metabolismul acidului arahidonic ce este un fosfolipid din membrna) provin pe cale ciclo-oxigenazei prostaglandine I₂ si pe calea lipo-oxigenazei leucotriene.

Tipuri de raspuns sinaptic:

potential post-sinaptic de excitatie (EPSP) este generat in urma depolarizarii membranei postsinaptice de catre mediator care o face permeabila pentru sodiu timp de 1 msec,daca EPSP este suficient de intens (depasind 10-50 mV) se genereaza potentialul de actiune propagat al neuronului. sinapsa acetil-colina

potential postsinaptic de inhibitie (IPSP) este expresia inhibitiei postsinaptice - hiper-polarizarea membranei postsinaptice la valori de pana la -5 mV inducand o reducere a excitabilitatii. Este generat sub actiunea mediatorilor cu efecte inhibitorii ce induc o crestere a permeabilitatii membranei pentru potasiu si clor fara se influenteze permeabilitatea pentru sodiu. membrana este hiperpolarizata in sinapsele inhibitorii.

potential de inhibitie presinaptic - diminueaza amplitudinea EPSP-ului,efectul este datorat actiunii pe membrana butonului sinaptic.

potentialul de inhibitie recurenta - este tot un potential presinaptic datorita interventiei unui interneuron asupra axonului rezultand o bucla de interactiune dintre ligant si receptor.

putem avea: agonism - cand legarea ligantului de receptor permite un raspuns fiziologic specific stimularii receprotului,raspuns in proportie de 90-100%

agonism partial - cand raspunsul specific este de 10-40%

antagonism - cand legarea ligantului de receptor nu permite raspuns (cord-tahicardie,scade secretia gastrica,mioza-micsorarea pupilei)

antagonisme β-blocante: frecventi sunt exogenii deoarece blocarea receptorilor nu permite ligantului agonist (endogen) sa interactioneze cu receprorii astfel raspunsul fiziologic specific nu se produce.

Ex: de β-blocanti:propanololul blocheaza receptorii β-adrenergici si adenina

din punct de vedere fiziologic exista in organism doar efect antagonic functional in reglarea dinamicii unor procese.

fibra musculara este o structura diferentiata care transforma energia chimica in energie mecanica si genereaza lucrul mecanic,deosebim:fibra musculara striata scheletica,fibra musculara striata cardiaca si fibra musculara neteda.

fibra musculara striata scheletica este formata din miofibrile.

miofibrila este formata dintr-o succesiune de segmente puse cap la cap numite sarcomere.

sarcomerul reprezinta o unitate contractila care apare la microscopul optic sub forma unor discuri clare  notate cu I (izotrop,actinic) iar la mijloc un disc intunecat notat cu A (anizotrop, miozinic). Sarcomerele sunt separate intre ele prin linia Z (situata intre doua semidiscuri clare) membrana care trece transversal prin toate miofibrilele asezate paralel in fibra musculara inserandu-se pe sarcolema acesteia. Astfel linia Z fiind la acelasi nivel in toate miofibrilele obliga ca toate discurile sa se dispuna la acelasi nivel,de-a latul fibrei musculare. Banda A este impartita la mijloc de o zona H iar linia M imparte la mijloc zona H,aceasta linie M este o prelungire a moleculei de miozina care coincide cu mijlocul benzii A.

succesiunea  portilor I si A da imaginea striatilor transversale.

miofibrila la randul ei este alcatuita din miofilamente de doua tipuri:

a)      filamente de miozina - groase cu diametrul de 10 nm si lungime de 1,5 μm inconjurate fiecare de sase filamnte subtiri.

b)     filamente de actina - subtiri cu diametrul de 5 nm si lungime de 2μm,de care sunt atasate tropomiozina si troponina,marginite de trei filamete groase.

filamentele de miozina - fractiune proteica majora in muschi,asimetrica formata din doua fragmente de LMM si HMM,unde LMM formeaza axa filamentului si HMM se proiecteaza in afara filamentului formeand puntiile transversale.

din punct de vedere al structurii polipeptidice miozina prezinta 6 lanturi din care 2 lanturi grele in dublu helix si 4 lanturi usoare localizate in capul moleculei de miozina avand activitate  ATP-azica de hidroliza a ATP-ului.

capul miozinei interactioneaza cu actina.

filamentele de actina - actina reprezinta 14% din proteinele musculare iar monomerul de actina este glogular.

actina G care prin polimerizare formeaza o structura in dublu helix

actina F este fibrilara si in fiecare monomer este legat de un ADP

cele mai importante proprietati ale actinei sunt capacitatea de polimerizare si interactiunea cu miozina.

tropomiozina face parte alaturi de actina din structura miofilamentelor subtiri situate de o parte si de alta a filamentului actinic,in repaus contractil acopera zonele active actinice impiedicand culparea cu miozina.

troponina este o molecula globulara care este atasata la capetele moleculelor de tropomiozina si   formata din trei componente:

troponina C - are afinitate pentru calciu pe care il si leaga

troponina I - inhiba interactiunea miozinei cu actina

troponina T - are afinitate pentru tropomiozina,legand ansamblul troponinic de tropomiozina

troponina I are rol in mentinerea tropomiozinei in pozitia ce blocheaza interactiunea actinei cu miozinei

alte proteine ale structurii contractile sunt: actinina care leaga actina de linia Z,titina care conecteaza linia Z de linia M si distrofina ce mediaza conectarea filamentelor actinice de sarcolema prin α si β-distroglican care la randul lor se conecteaza cu laminina matricei extracelulare. Complexul distrofin-glicoprotein prezinta interes pentru ca un defect structural congenital indus de gena distrofin caizeaza distrodia musculara exprimata in musculatura cardiaca si scheletica.

alte structurii ale fibrei musculare sunt : nucleii,citoplasma contractila,sistem sarco-tubular, mioglobina sau reticul sarcoplasmatic.

Sistemul sarco-tubular

miofibrilele sunt inconjurate de structuri tubulare reprezentand sistemul sarcotubular format din tubulii transversali - T si reticulul sarcoplasmatic. Tubulii transversali incep la nivelul sarcolemei ca invaginatii ale acestuia,si tranverseaza intreaga citoplasma pana la sarcolema opusa. Reticulul sarcoplasmatic este format din tuburi longitudinale si cisterne dilatate,in contact cu tuburile T localizate la nivelul jonctiunilor dintre discurile clare si intunecate ale sarcomerelor.

un tub t face contact lateral cu doua cisterne alcatuind o triada,fiecarui sarcomer ii revin cate doua triade.

sistemul T asigura transmiterea impulsului contractil de la sarcolema la toata masa fibrei musculare iar juxtapozitia tubului T cu tubul longitudinal permite ca impulsul de depolarizare sa declanseze lansarea calciului depozitat in reticulul sarcoplasmatic.

componente ale fibrei musculare: mioglobina este depozit de oxigen si in functie de cantitatea de mioglobina deosebim fibre rosii cu multa mioglobina (fibre implicate in metabolismul oxidativ) si fibre albe cu mai putine mioglobina (fibre care fac contractie rapida pentru ca nu au oxigen si fac glicoliza adica utilizare anaeroba a glucozei).

Contractia fibrei musculare.

contractia fibrei musculare se realizeaza prin urmatoarea succesiune:

transmiterea excitantului pe placa motorie (sinapsa neuromusculara)

cuplarea excitatiei cu contractia

contractia propriu-zisa.

unitatea motorie = nervul motor (axon) si totalitatea fibrelor musculare pe care le inerveaza.

potentialul de actiune determina in butonul presinaptic cu eliberarea acetil-colinei care difuzeaza in spatiul sinaptic,interactioneaza cu receptorul de pe membrana postsinaptica formand complexul acetil-colina-receptor rezultand cresterea permeabilitatii membranei postsinaptice pentru sodiu si potasiu urmeaza apoi depolarizarea si cand potentialul atinge pragul detonant se propaga in fibra musculara ca impuls.

potentialul de placa (depolarizare) inseamna o inversare ampla de la -90 la + 30 mV (mili volti).

propagarea excitatiei la placa motorie poate fi blocata fara a afecta conducerea excitatiei nervoase sau excitabilitatea muschiului sau transmiterea excitatiei la sinapsele centrale.

blocantele placii motorii sunt utilizate in anestezie pentru a obtine relaxarea in interventile chirurgicale,pentru a combate spasmele si convulsile.

acestea pot fi:

blocantele receptor acetil-colinic sunt numite curizante,ele actioneaza competitiv cu acetil-colina si blocheaza receptorul pentru acetil-colina rezultand un efect antagonist avand ca rezultat scaderea amplitudinii si durata potentialului de placa (actiune) la o treime. La un blocaj complet curizarea e totala.

substante care produc inexcitabilitatea musculara prin depozitarea placii ca de Ex: succinil-colina,decametoniu.

o alta categorie de substante sunt substantele care stimuleaza transmiterea neuro-musculara inactivand acetil-colin-inesteraza adica indepartarea mediatorului chimic. Ex:listenon, diazepan.