Neurobiologie

Oligodendrocyt CNS. obaluje myelinovou pochvou až desítky axonů neuronů. je do určité míry funkčním analogem Schwannovy buňky na periferii. je nejmenší gliovou buňkou. má nejvíce dendritických výběžků ze všech typů glií, tyto výběžky jsou velmi dlouhé a tenké.

Gliové buňky. zajišťují iontovou a objemovou homeostázu v CNS. tzv. Hortegovy glie se účastní neuroimunitních procesů (. komunikují pomocí vápníkových oscilací. některé glie vytvářejí myelinové pochvy.

Hematoencefalická bariéra (blood-brain barrier). je volně propustná pro všechna antibiotika a ostatní léky. je tvořena jen jednou vrstvou buněk (endotelu), které jsou v přímém kontaktu s neurony. je podmíněna existencí tzv. těsných spojů (tight junctions). je nepropustná pro glukosu.

K tvorbě myelinové pochvy Schwannovými buňkami nebo oligodendrocyty dochází. vždy po vzájemné interakci axonu s příslušnou gliovou buňkou. jen v axonech s vysokou vzruchovou aktivitou. za předpokladu, že z axonu vycházejí signály stimulující gliovou buňku k tvorbě myelinu. jen za předpokladu, že gliová buňka je schopna myelinovou pochvu vytvářet.

Schwannovy buňky se liší od oligodendrocytů tím, že. vytvářejí myelinovou pochvu jen v perifeních axonech. vytvářejí jen jeden internodální úsek myelinu. vykazují fagocytární aktivitu. podporují regeneraci poškozených axonů.

Oligodendrocyty se liší od Schwannových buněk. tvorbou internodálních úseků myelinové pochvy kolem několika desítek axonů. schopností fagocytózy. tvorbou štěrbinových spojů (konexonů) mezi jednotlivými vrtvami myelinové pochvy. produkcí látek, které brání růstu a regeneraci axonů po ukončení vývoje nervového systému.

Hlavní mechanismus hematoencefalické bariéry tvoří. tři pleny obalující CNS. stěna krevních kapilár v CNS. malý objem extracelulárního prostoru v CNS. vrstva gliových buněk v prostoru mezi krevními kapilárami a neurony.

Astrocyty podporují vznik a udržování hematoencefalické bariéry hlavně tím, že. regulují průtok krve krevními kapilárami v CNS. stimulují tvorbu těsných spojů (bez fenestrací) mezi buňkami endotelu krevních kapilár CNS. vyplňují prostor mezi krevními kapilárami a neurony. prezentují antigeny lymfocytům.

Astrocyty. přispívají k udržování stálého iontového složení extracelulární tekutiny v CNS. podporují vznik hematoencefalické bariéry. mohou generovat akční potenciály. poskytují laktát jako energetický substrát pro aktivní neurony.

Astrocyty zajišťují. produkci ATP pro aktivní neurony ve svém okolí. strukturální stabilitu (vzájemné prostorové vztahy mezi neurony a jejich výběžky). odstraňování molekul neuropřenašeče ze synaptické štěrbiny. odstraňování draslíku z okolí aktivních neuronů.

Astrocyty. reagují na aktivitu neuronů ve svém okolí depolarizací. reagují na aktivitu neuronu ve svém okolí hyperpolarizací. metabolizují neuropřenašeč glutamát na glutamin, který pak uvolňují jako substrát pro syntézu glutamátu v neuronech. mají v membráně transportér glutamátu, jehož poruchy mohou přispívat k excitotoxické smrti neuronu.

Centrální nervový systém. se skládá z mozku a spinální míchy. se během embryogeneze vyvíjí z neurální lišty. se během embryogeneze vyvíjí z neurální trubice. se během embryogeneze vyvíjí z neuroektodermu.

Z neurální lišty se vyvíjejí. nervové buňky ganglií sympatiku a parasympatiku. Schwannovy buňky. buňky ependymu. buňky ganglií zadních kořenů míšních.

Z nervové trubice se vyvíjejí. astrocyty a oligodenrocyty. neurony CNS. buňky mikroglie. postgangliové neurony autonomního nervového systému.

RNA granule obsahují. mRNA a transportní proteiny. soubor specifických mRNA ve speciálním proteinovém obalu. složité komplexy tRNA a mRNA. mRNA, ribozomy a některé translační faktory.

Pomalý axonální transport. dopravuje všechny proteiny stejnou rychlostí. probíhá vždy anterográdním směrem. jeho rychlost je asi 10 – 20 mm/den. je důležitý pro dopravu neurotransmiterů.

Rychlý axonální transport. probíhá vždy retrográdním směrem. jeho rychlost nezávisí na typu nákladu a je asi 400 mm/den. je důležitý především pro dopravu mikrotubulů. má význam v dopravě recyklovaných materiálů.

Neurofilamenta. jsou nezbytná pro pohyb dyneinu retrográdním směrem. jsou stabilnější než mikrotubuly. nevyskytují se v dendritech. skládají se z α a β podjednotek a jsou polarizovaná.

Mikrotubuly. jsou nezbytné pro pohyb myosinu retrográdním směrem. mají vždy stejnou orientaci v axonu i v dendritech. skládají se z α a β podjednotek a jsou polarizované. nevyskytují se v dendritech.

Během akčního potenciálu je vzrůst membránového potenciálu ke kladným hodnotám (až k tzv. "přestřelení“) způsoben. dočasně zvýšenou propustností membrány pro ionty draslíku. dočasně zvýšenou propustností membrány pro ionty sodíku. dočasně zvýšenou propustností membrány pro chloridy. dočasně zvýšenou propustností membrány pro ionty hořčíku.

Klidová propustnost membrán buněk vzrušivých tkání. je nejvyšší pro ionty sodíku. je nejvyšší pro ionty draslíku. její poměry pro různé ionty určují spolu s koncentracemi daných iontů hodnotu klidového membránového potenciálu. je dána v podstatě náhodným otevíráním kanálů pro určitý ion.

Pro délkovou konstantu λ (lambda) platí, že. její hodnota se typicky pohybuje v mezi 0,1-1,0 mm. různé části membrány jednoho neuronu mohou mít různou hodnotu délkové konstanty. je-li λ nízká, stejný depolarizační podnět odezní pomaleji než na struktuře s vyšší λ. nesouvisí s odporem membrány.

Dospělé (maturované) a nezralé iontové kanály (např. nikotinické acetylcholinové receptory) se mohou lišit. dobou otevření. způsobem zakotvení v membráně. citlivostí ke stejnému antagonistovi. složením podjednotek.

Nejrychleji vedoucí nervová vlákna v savčím nervu. mají nocicepční funkci (aferentní dráhy bolesti). vedou rychlostí až 120 m/s. mají průměr okolo 1 μm. se označují jako Aδ vlákna.

Dospělé (maturované) napěťově ovládané sodíkové kanály. jsou citlivé na tetrodotoxin (TTX). jsou tvořeny třemi podjednotkami (velkou α a dvěma menšími β1 a β2). jsou otevírány hyperpolarizací. propouští také ionty vápníku.

Dospělé (maturované) napěťově ovládané sodíkové kanály. nejsou důležité pro nástup akčního potenciálu. nevyskytují se v mozku, jen ve vlákně kosterní svaloviny. mají silně glykosylované všechny tři podjednotky. jsou citlivé na saxitoxin obrněnek.

Časová konstanta τ (tau). představuje dobu, za kterou dosáhne aplikovaný napěťový puls 63% své maximální hodnoty. představuje dobu, za kterou dosáhne aplikovaný napěťový puls 37% své maximální hodnoty. se typicky pohybuje v rozmezí 1-20 ms. by z hlediska nejvýhodnější časoprostorové sumace měla mít na synapsích co nejvyšší hodnotu.

Iontové kanály jsou transmembránové proteinové struktury tvořené. podjednotkami, které jsou buď částí jedné proteinové molekuly, anebo každou podjednotku tvoří jiná molekula proteinu. vždy stejným počtem podjednotek. spontánně se otevírají vždy jen s velmi malou pravděpodobností. spontánně se neotevírají vůbec.

Iontový kanál je charakterizován. selektivitou. permeabilitou. počtem a vlastnostmi podjednotek. způsobem aktivace (ovládání).

Iontovým kanálem mohou ionty procházet. difuzí. díky interakci a přeskokům mezi vazebnými místy v póru kanálu. na základě rozdílu v osmotické koncentraci extracelulárního a intracelulárního prostředí. po elektrochemickém gradientu příslušného iontu.

Iontové kanály „trvale otevřené“. nemají bránu omezující tok iontů. spontánně oscilují s vysokou frekvencí mezi stavem otevření a zavření. jsou to hlavně kanály pro draselné a chloridové ionty. neuplatňují se při udržování klidového membránového potenciálu.

Napěťově ovládané kanály pro sodné ionty. se otvírají při depolarizaci membrány a během přibližně milisekundy se spontánně zavírají. se vyskytují ve dvou stavech: zavřený a otevřený. jsou po spontánním uzavření v inaktivovaném stavu a mohou být znovu otevřeny až po repolarizaci membrány. jsou v inaktivovaném stavu odpovědné za tzv. refrakterní fázi vzrušivé buňky.

Napěťově ovládané kanály pro sodné ionty. se uplatňují v depolarizační fázi akčního potenciálu. se otvírají pomaleji než napěťově ovládané kanály pro draselné ionty. v inaktivovaném stavu je nelze otevřít ani silnou depolarizací membrány. ) spontánně se uzavírají až poté, co membránový potenciál dosáhne hodnoty jejich rovnovážného potenciálu pro sodné ionty.

Napěťově ovládané kanály pro draselné ionty, které se uplatňují při akčním potenciálu. jsou otevřeny, dokud trvá depolarizace membrány. svojí aktivitou zásadním způsobem přispívají k ukončení refrakterní fáze. v srdečním svalu se otvírají až po odeznění plató fáze, tj. poté co se uzavírají napěťově ovládané kanály pro vápenaté ionty. se depolarizací otvírají pomaleji než sodné kanály.

Jestliže je v neuronu rovnovážný potenciál pro sodné ionty +55 mV, pro draselné ionty -80 mV, a klidový membránový potenciál je -70 mV, pak. v tomto neuronu je draslíková propustnost nižší než sodíková. intracelulární koncentrace draslíku je nižší než extracelulární koncentrace. jisté množství sodných iontů prochází trvale membránou z vnějšího prostředí do buňky. membrána je mnohem propustnější pro draselné ionty než pro ionty sodné.

Draslíková depolarizace buňky je děj, k němuž dochází. zvýšením toku draselných iontů do buňky. zvýšením propustnosti membrány pro draselné ionty. snížením propustnosti membrány pro draselné ionty. zvýšením extracelulární koncentrace draselných iontů.

V průběhu akčního potenciálu (AP). se membránový potenciál blíží rovnovážnému potenciálu pro sodné ionty. depolarizační fáze AP je důsledkem velkého vzrůstu propustnosti membrány pro sodné ionty. refrakterní fáze AP odpovídá období, kdy jsou napěťově ovládané sodné kanály otevřené. refrakterní fáze AP odpovídá období, kdy jsou napěťově ovládané sodné kanály ve stavu zavřený aktivovatelný.

Během repolarizační fáze akčního potenciálu a během následné hyperpolarizace (podšvihu). se membránový potenciál vzdaluje od rovnovážného potenciálu pro draselné ionty. draslíkové kanály jsou uzavřeny. sodné kanály se postupně vrací do stavu zavřený aktivovatelný. draslíkové kanály se postupně uzavírají.

Postsynaptická membrána, jejíž klidový membránový potenciál je -70 mV, obsahuje receptory pro neuropřenašeč GABA, jehož působením se v membráně otvírají kanály pro chloridové ionty. Po aktivaci GABA receptorů. se potenciál postsynaptické membrány nezmění, je-li ECl = -70 mV. je postsynaptická membrána vždy depolarizována. je postsynaptická membrána vždy hyperpolarizována. je membrána hyperpolarizována, je-li ECl = -80 mV.

Pro pasivní (elektrotonické) šíření elektrického signálu v membráně platí, že hodnota časové konstanty τ (tau). udává dobu, která uplyne mezi podrážděním dvou sousedních Ranvierových zářezů. nezávisí na hodnotě kapacity membrány. stoupá při zvýšeném odporu membrány (τ=R*C). hraje významnou roli při integraci vstupů v procesech časové sumace.

Pro pasivní (elektrotonické) šíření elektrického signálu v membráně platí, že hodnota časové konstanty τ (tau). je vyšší v membránách s vyšší koncentrací „trvale“ otevřených kanálů. ovlivňuje rychlost, resp. frekvenci, s jakou mohou v membráně vznikat vzruchy na daný podnět. udává dobu, za kterou dosáhne změna membránového potenciálu, vyvolaná určitým podnětem, 63% konečné hodnoty. udává dobu, za kterou dosáhne změna membránového potenciálu, vyvolaná určitým podnětem, 37% konečné hodnoty.

Pro pasivní (elektrotonické) šíření elektrického signálu v membráně platí, že hodnota délkové konstanty λ (lambda). je úměrná celkové délce axonu. udává vzdálenost, v níž pasivně se šířící změna membránového potenciálu poklesne o 37 % původní hodnoty. udává vzdálenost, v níž pasivně se šířící změna membránového potenciálu poklesne na 37 % původní hodnoty. udává vzdálenost mezi synaptickým vstupem a iniciálním segmentem.

Nemyelinizovaný axon o průměru 16 μm vede vzruchy rychlostí asi 4 m/s. Jakou rychlost vedení bude mít myelinizovaný axon o stejném vnějším průměru (včetně myelinové pochvy)?. 48 m/s. 80 m/s. 96 m/s. 112 m/s.

Myelizovaný axon, který vede vzruchy rychlostí 90 m/s má průměr (včetně myelinové pochvy) přibližně. 10 μm. 15 μm. 16 μm. 18 μm.

Rychlost vedení vzruchu axonem. klesá při vzrůstu časové konstanty τ (tau). je v nemyelinizovaných axonech úměrná druhé odmocnině z průměru axonu v μm. nezávisí na hodnotě délkové konstanty lambda, pokud je axon myelinizovaný. stoupá při vzrůstu odporu membrány.

Neuron, z jehož zakončení se uvolňuje neuropřenašeč GABA, jehož působením se v postsynaptické membráně otvírají kanály pro chloridové ionty, vytváří inhibiční synapse. když otevřením chloridových kanálů dojde k hyperpolarizaci postsynaptické membrány. jen když je působením GABA postsynaptická membrána hyperpolarizována. jen když je působením GABA postsynaptická membrána depolarizována. i když se působením GABA potenciál postsynaptické membrány nezmění.

Iontové kanály některých ionotropních receptorů se otvírají jen po depolarizaci postsynaptické membrány asi o 20 mV. Jde o ionotropní receptory. acetylcholinové nikotinového typu. acetylcholinové muskarinového typu. glutamátové NMDA. glutamátové non-NMDA.

V endocytóze klatrinových váčků mají důležitou roli mj. tyto proteiny. kalmodulin a kalcineurin. dynamin. defosfíny. protein dynamitin s GTPasovou aktivitou.

Mezi faktory ovlivňující synaptický přenos na chemické synapsi nepatří. počet a typ Ca2+ kanálů přítomných na presynaptické membráně. počet a stav příslušných receptorů pro daný neurotransmiter na postsynaptické denzitě. pouze množství metabotropních receptorů na presynaptické membráně. nálož synaptických váčků a kinetika uvolňování neurotransmiteru.

Chemická synapse. má presynaptický a postsynaptický element od sebe cca 10x vzdálenější než synapse elektrická. funguje zejména na principu výlevu anorganických iontů. je v organismu dominantní, častější než elektrická. obsahuje vždy jen jeden typ neuropřenašeče.

Mezi nízkomolekulární neuropřenašeče nepatří. dopamin. dynorfin. acetylcholin. melamin.

Mezi tzv. biogenní aminy patří následující neuropřenašeč. serotonin. dopamin. adrenalin. melanopsin.

Elektrické synapse (gap junctions) byste v dospělém savčím organismu nalezli zejména. mezi gliovými buňkami a také mezi vlákny srdeční svaloviny. v sítnici. mezi enterocyty. mezi vlákny kosterní svaloviny.

Katecholaminy vylučované na synapsích sympatiku. štěpí acetylcholinesterasa. jsou zcela degradovány v synaptické štěrbině. jsou zcela degradovány v krevní plazmě. bývají zpětně vychytávány ze synaptické štěrbiny.

Ve váčcích připravených k výlevu na synapsi. bývá vždy jen jediný neuropřenašeč. může být i více různých nueropřenašečů. se může nacházet až několik tisíc molekul neuropřenašeče v jednom váčku. nebývají peptidové neuropřenašeče, ty se ze synapse vylučují jinou cestou.

Enkefaliny. jsou krátké peptidické neuropřenašeče. jejich receptory se nazývají opioidní. nazývají se také endogenní opiáty. v mozku jsou uvolňovány zejména v limbickém systému a bazálních gangliích.

Dopamin. nepatří mezi katecholaminy. je ze synaptické štěrbiny velmi účinně zpětně vychytáván. porucha sekrece dopaminu nesouvisí s parkinsonismem. není odbouráván pomocí enzymů monoaminooxidas (MAO).

Jako neuropřenašeče působí také. puriny. THC (Δ9-tetrahydokanabinol). substance P. NO2, cholin a Zn2+ ionty.

Synaptické váčky se podle toho, jaký neuropřenašeč dominantně obsahují, liší. velikostí. tvarem. denzitou. způsobem recyklace.

GABAA receptory jsou v CNS lokalizovány zejména. postsynapticky. presynapticky. jsou rozloženy presynapticky i postsynapticky zcela rovnoměrně. jsou jen na tělech neuronů.

Glycinový receptor. propouští monovalentní kationty. je polypeptidem gephyrinem zakotven do submembránového cytoskeletu postsynaptické denzity. má vysokou afinitu ke strychninu. u savců se dominantně nachází v mozkovém kmeni a páteřní míše.

Vyberte pravdivá tvrzení týkající se γ-aminomáselné kyseliny (GABA) X. v CNS obratlovců je koncentrace GABA větší než koncentrace acetylcholinu a noradrenalinu. vzniká dekarboxylací glutamátu. je z většiny degradována přímo v synaptické štěrbině. primárním prekursorem její biosyntézy je kyselina β-aminomáselná.

Vyberte pravdivá tvrzení týkající se peptidických neuropřenašečů a neuromodulátorů. mezi jejich receptory patří tzv. opioidní receptory, což jsou receptory metabotropní. mezi jejich receptory patří tzv. opioidní receptory, což jsou receptory ionotropní. mezi tyto neuropřenašeče nepatří tzv. substance P. mezi tyto neuropřenašeče nepatří tzv. melanopsin.

Receptory spřažené s G-proteiny jsou. mj. adrenergní receptory. mj. acetylcholinové receptory muskarinového typu. mj. opsiny fotoreceptorů. metabotropní.

Chemicky ovládané kanály mohou být aktivovány. zvýšením extracelulární koncentrace sodných iontů. neuropřenašečem. alfa podjednotkou trimerního G proteinu. cGMP.

Endokrinní funkce nervového systému spočívající v produkci a uvolňování hormonů přímo z nervových buněk zahrnují. neuromodulátory, tj. lokální hormony CNS (např. opioidní peptidy). melatonin ze suprachiazmatických jader hypotalamu. tropní hormony z adenohypofýzy. vazopresin (ADH) z neurohypofýzy.

Endokrinní funkce nervového systému spočívající v produkci a uvolňování hormonů přímo z nervových buněk zahrnují. oxytocin z adenohypofýzy. liberiny a statiny z hypotalamu. tropní hormony (např. ACTH) z předního laloku hypofýzy. melatonin z epifýzy.

Nervový systém řídí produkci a uvolňování hormonů v endokrinních žlázách. nepřímo prostřednictvím tropních hormonů adenohypofýzy. nepřímo potravním chováním a složením potravy, a tím uvolňování hormonů zažívacího traktu. přímo prostřednictvím liberinů a statinů z hypotalamu. prostřednictvím parasymaptiku výlev katecholaminu (hlavně adrenalinu) z dřeně nadledvin.

Endokrinní žlázy mohou ovlivnit činnost nervového systému. působením hormonů na specifické receptory v hypotalamu. působením hormonů na specifické receptory v hypofýze. pohlavními a tyroidními hormony po celou dobu života. pohlavními a tyroidními hormony jen během vývoje CNS.

Neuroendokrinní systém ovlivňuje systém imunitní. přímo prostřednictvím sympatické inervace lymfoidních tkání. nepřímo prostřednictvím hormonů (např. glukokortikoidů). během stresu po aktivaci parasympatiku. po aktivaci osy hypotalamus-hypofýza-nadledviny.

Ovlivnění činnosti imunitních buněk nervovým systémem se projevuje. v potlačení buněčné imunity prostřednictvím katecholaminů z nervových zakončení sympatiku v lymfoidních tkáních. ve zvýšení buněčné imunity acetylcholinem z nervových zakončení parasympatiku. zvýšením tvorby protilátek (imunoglobulinů) působením acetylcholinu. potlačením buněčné imunity prostřednictvím katecholaminů z kůry nadledvin po aktivaci sympatiku.

Excitotoxická smrt neuronu může být způsobena. nadměrnou aktivací glutamátových receptorů v postsynaptických membránách neuronu. poruchami funkce glutamátového transportéru v astrocytech. nadměrným vtokem iontů vápníku do buňky z extracelulárního prostředí. nadměrnou vlastní vzruchovou aktivitou neuronu.

Co aktivují G-proteiny. fosfolipasy. fosfodiesterázy. kanály. adenylát cyklásy.

Neokortex. 6 vrstev, ty jsou dále děleny do sloupců. 6 sloupců, ty dále děleny do vrstev. ze 3 vrstev. ze sloupců, které mohou být tréninkem posilovány.

Z ektodermu vzniká. neurální ploténka. neurální lišta. neurální trubice. notochord.

Mezi neurotrofiny nepatří: neurexiny. integriny. BDNF. semaforiny.

Enkefaliny. jsou krátké peptidické neuropřenašeče. jejich receptory se nazývají opioidní. nazývají se také endogenní opiáty. patří mezi faloidní alkaloidy.

Jako neuropřenašeče působí také. puriny. anandamid. substance P. NO2 + Zn ionty.

Astrocyty. reagují na aktivitu neuronů ve svém okolí depolarizací. reagují na aktivitu neuronu ve svém okolí hyperpolarizací. metabolizují neuropřenašeč glutamát na glutamin, který pak uvolňují jako substrát pro syntézu glutamátu v neuronech. mají v membráně transportér glutamátu, jehož poruchy mohou přispívat k excitotoxické smrti neuronu.

Botulotoxin. blokuje acetylcholinový receptor. degraduje SNARE komplex. blokuje vychytání katecholaminu.

Má nikotinový receptor pět podjednotek?. Ano. Ne.