ppt

Układy centralne
Układ centralny – wszystkie komórki i obwody pełniące funkcje służące skoordynowanemu
zachowaniu całego organizmu.
Przysadka mózgowa
Przysadka mózgowa - główny gruczoł dokrewny u człowieka Składa się z dwóch części:
przedniej (gruczołowej, adenohypophysis) i tylnej (nerwowej, neurohypophysis). Obie
części są pod kontrolą podwzgórza (hypothalamus).
Część nerwowa wydziela (ale nie produkuje):
-oksytocyne (skurcze macicy w trakcie porodu, wydzielanie mleka,
pieszczoty, sex, tworzenie więzi)
-wazopresyne (kontroluje odwodnienie, ciśnienie tętnicze, funkcje
społeczne – np. tworzenie par – agresja samca do innych samców)
Część gruczołowa wydziela i syntetyzuje:
-hormon wzrostu (somatotropinę) STH (rozrost organizmu, stężenie
glukozy)
-prolaktynę PRL (wydzielanie mleka, hamowanie owulacji w czasie
karmienia)
-hormon adrenokortykotropowy ACTH (wzmaga wydzielanie
hormonów przez korę nadnerczy )
-hormon tyreotropowy TSH (wydzielania hormonów tarczycy)
-hormon folikulotropowy FSH (dojrzewanie pęcherzyków
jajnikowych i wydzielanie estrogenów u kobiet, wytwarzanie
plemników u mężczyzn)
-hormon luteinizujący LH (u kobiet podtrzymuje jajeczkowanie i
produkcję progesteronu, a u mężczyzn pobudza produkcję
testosteronu)
-endorfiny PEA (stany euforyczne)
Układ podwzgórze - przysadka
Komórki z różnych
obszarów wysyłają
aksony do podstawy
podwzgórza (Median
Eminence). Aksony
uwalniają peptydy
(releasing factors),
które poprzez
mechanizmy błonowe
i wtórne
przekaźnictwo
stymulują uwalnianie
lub syntezę hormonów
w przysadce.
Układ podwzgórze - przysadka
Komórka podwzgórza
wydzielająca peptydy do
przysadki, unerwia
jednocześnie komórki
wzgórza, ciała
migdałowatego, obszar
przedoptyczny. Dostaje
wejścia z ciała
migdałowatego, obszaru
przedoptycznego,
hipokampa oraz silne
wejście dopaminergiczne.
Dodatkowo jest pod
kontrolą krążących
hormonów. Dzięki całej
gamie wejść, różne stany
zachowania (pobudzenie,
stres, dojrzałość płciowa)
mają wpływ na pobudzenie
komórek podwzgórza i
ustalają poziom wydzielania
peptydów (releasing
factors), które kontrolują
funkcjonowanie przysadki.
Układ neuroimmunologiczny
Obwody neuroimmunologiczne.
Neuronalna kontrola systemu
immunologicznego odbywa się
poprzez oś podwzgórze – przysadka
– kora nadnerczy (HYPAC). Małe
stężenie kortykosteroidów (CS) i
hormonu adrenokortykotropowego
(ACTH) pobudza układ
immunologiczny, nadmierne
stężenie – hamuje namnażanie się
komórek tego układu. Układ
immunologiczny wydziela cytokiny
(limfokiny i tymozyny) regulujące
odpowiedź odpornościowa jak
również aktywność osi HYPAC.
Układ neuroimmunologiczny
Przebieg czasowy reakcji układu immunologiczengo (stężenie przeciwciał - wykres
górny) i odpowiedzi przysadki (stężenie kortykosteroidów - wykres dolny). Widoczna
jest wyraźna korelacja pomiędzy przebiegami w czasie obu zjawisk.
Układ immunologiczny – własności komórkowe
Komórki układu odpornościowego posiadają receptory różnych neurotransmiterów i neuropeptydów występujących w
układzie nerwowym. Wydzielają substancje stymulujące układ immunologiczny oraz nerwowy. Posiadają również
kanały napięciowozależne.
Układy centralne
Układ centralny – wszystkie komórki i obwody pełniące funkcje służące skoordynowanemu
zachowaniu całego organizmu.
Zwarte sieci transmiterów (Specific transmitter-defined systems)
Glutaminian
Rozkład neuronów wydzielających glutaminian.
Najczęściej występujący przekaźnik
pobudzający.
Niskie i średnie stężenia aktywują
receptory AMPA
Wysokie stężenia aktywują
receptory NMDA
Rozkład receptorów NMDA. Najwyższe stężenie
widoczne w: opuszce węchowej, hipokampie, móżdżku.
Średni poziom stężenia w zewnętrznych warstwach kory
mózgowej, prążkowiu, wzgórzu, wzgórkach czworaczych
Kwas gamma aminomasłowy (GABA)
Rozkład neuronów wydzielających GABA.
Widoczne krótkie szlaki z prążkowia do substancji
czarnej i wewnątrz i móżdżku. Jedyny długi szlak
prowadzi z podwzgórza do kory (projekcje
rozmyte). Neurony GABAergiczne są też lokalnymi
interneuronami w korze, opuszce węchowej,
hipokampie, móżdżku i siatkówce.
Najczęściej występujący przekaźnik
hamujący. Występują receptory:
GABAA, GABAB, GABAC.
GABAA posiada wiele izoform. Skład
podjednostek określa wrażliwość na
cząsteczki sygnałowe
(benozodiazepiny – pigułki nasenne,
barbituraty - pigułki uspokajające,
znieczulające, steroidy)
Izoformy receptora GABAA w różnych obszarach mózgu. Różne
kompozycje receptora zwiększają różnorodność odpowiedzi różnych
neuronów na ten sam przekaźnik oraz inne cząsteczki.
Glicyna
Początkowo uważano, że glicyna jest
neuroprzekaźnikiem w pniu mózgu i rdzeniu kręgowym
Nowsze metody wykazały szerokie występowanie
glicyny w mózgu. Glicyna działa jako hamujący
przekaźnik receptorów glicynowych, a ponadto jako
koagonista wymagany do aktywacji receptorów NMDA
przez glutaminian.
Rozkład podjednostek b receptorów glicyny. Wysokie
stężenie widoczne w: opuszce węchowej, hipokampie,
móżdżku. Średni poziom stężenia w zewnętrznych
warstwach kory mózgowej, prążkowiu, wzgórzu,
wzgórkach czworaczych
Występowanie glicyny w przestrzeni międzygwiazdowej:
Snyder LE: New Scientist magazine, 11 June 1994, p 4.
Kuan YJ, Charnley SB, Huang HC, et al., Interstellar glycine, Astrophys J (2003), 593(2): 848-867
„Glycine was probably formed when ices containing simple organic molecules were exposed to ultraviolet light” – w
kosmosie mogą powstawać aminokwasy, a wiec białka i życie!
Obalenienie wyników Kuana:
Snyder LE, Lovas FJ, Hollis JM, et al., A rigorous attempt to verify interstellar glycine, Astrophys J (2005), 619(2): 914-930
Glicyna – doświadczenie Millera-Ureya (1953)
Atmosfera Jowisza – wodór,
hel, metan, amoniak
Symulacja wczesnej atmosfery Ziemi: woda (H20),
metan (CH4), amoniak (NH3), wodór (H2), tlenek
węgla (CO).
Aparatura doświadczenia Millera-Ureya.
Replikacja eksperymentu w NASA
Po tygodniu eksperymentu 10-15%
węgla utworzyło związki organiczne.
2% utworzyło aminokwasy służące do
budowy żywych komórek, wśród
których dominowała glicyna C2H5NO2
Najnowsze badania: ‘stare’ geny
składają się głownie z aminokwasów
powstałych w eksperymencie
Millera-Ureya.
Miller S. L. (1953). "Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions". Science 117: 528. 617 283 3236
Dopamina
•W układzie pozapiramidowym jest odpowiedzialna
za koordynację oraz napięcie mięśni. (Niedobór
dopaminy jest przyczyną choroby Parkinsona)
•W układzie limbicznym jest odpowiedzialna za
procesy emocjonalne, wyższe czynności psychiczne.
•W podwzgórzu jest związana z regulacją
wydzielania hormonów, a szczególnie prolaktyny i
gonadotropin.
Lokalizacja neuronów dopaminergicznych. Dwie
główne populacje neuronów dopaminergicznych –
istota czarna (substantia nigra SN) i obszar brzusznej
nakrywki (ventral tegmental area VTA).
•Pojawienie się jej w jądrze półleżącym (nucleus
accumbens – NA) wywołuje euforię. Substancje
uzależniające (np. kokaina) zwiększają stężenie
dopaminy w NA. Odstawienie narkotyku wywołuje
obniżenie stężenia dopaminy w tej strukturze mózgu
i prowadzi do głodu narkotykowego.
Dodatkowo występują krótkoaksonowe komórki w
wielu obszarach (podwzgórze, siatkówka, opuszka
węchowa).
•Amfetamina i MDMA (extasy) działąją głównie
poprzez wzmocnienie aktywności dopaminergicznej
Główne projekcje dochodzą do układu limbicznego
(septum, ciało migdałowate, kora przedczołowa) i są
odpowiedzialne za emocje i agresje.
Acetylocholina
Istnieją 2 typy receptorów cholinergicznych:
nikotynowe i muskarynowe.
W układzie mięśnioszkieletowym acetylocholina
wywołuje skurcz mięśni. W mięśniu sercowym
wywołuje zmniejszenie skurczu.
Pełni role w autonomicznym układzie nerwowym
(przywspółczulnym i współczulnym).
W mózgu pełni funkcję pobudzającą. Degeneracja
komórek zwojów podstawy jest przyczyną choroby
Huntingtona.
Rozkład neuronów wydzielających acetylocholinę.
Główne szlaki prowadzą z septum do hipokampa, z
habenuli, ze zwojów podstawy (jądra ogoniastego
(caudate) i skorupy (putamen)).
Norepinefryna
Norepinefryna (noradrenalina) ma działanie
modulujące. Jest wydzielana przez miejsce sinawe
(Locus Ceruleus LC), które wysyła aksony do
wszystkich obszarów mózgu. Dzięki temu mogą
kontrolować poziom aktywności leżący u podstaw
różnych stanów behawioralnych. W mózgu jest
odpowiednikiem obwodowego układu
autonomicznego - jest wydzielana w odpowiedzi na
stres.
Rozkład neuronów wydzielających norepinefrynę.
Hormon epinefryna (adrenalina) jest syntetyzowana
z norepinefryny i pełni rolę w obwodowym układzie
nerwowym (reakcja walcz albo uciekaj).
Serotonina - ‘cząsteczka szczęścia’
Serotonina (5-HT) jest wydzielana przez
jadra szwu (Raphe Nuclei), które wysyłają
aksony do wielu obszarów mózgu,
podobnie jak układ norepinefryny. Dzięki
temu mogą kontrolować poziom
aktywności leżący u podstaw pobudzenia,
percepcji, emocji i wyższych procesów
poznawczych,
Wiele leków antydepresyjnych opartych
jest na blokowaniu wychwytu zwrotnego
serotoniny i zwiększenia jej zawartości w
mózgu.
Rozkład neuronów wydzielających serotoninę
LSD ‘udaje’ serotoninę w mózgu i łączy
się z jej receptorami blokując transmisje
serotonergiczną, lecz sama nie przekazuje
żadnych sygnałów. Uwolniona serotonina
zostaje ‘przekierowana’ do innych
obszarów mózgu.
serotonin
lysergic acid
diethylamide
Przekaźniki gazowe - tlenek azotu i tlenek węgla
Rozkład enzymu syntetyzującego tlenek azotu (nitric oxide synthase NOS).
Tlenek azotu jest produkowany w opuszce węchowej i móżdżku. Aktywuje
cyklaze guanylową produkując wtórny przekaźnik cGMP, który moduluje
własności błony komórkowej.
Peptydy - substancja P
Peptydy - związki organiczne zbudowane z krótkiego łańcucha aminokwasów połączonych
wiązaniem peptydowym. Białka są polipeptydami czyli długimi łańcuchami aminokwasów.
Substancja P pełni rolę w zaburzeniach
nastroju, nerwicach, rytmie oddechowym,
nudnościach/wymiotach, przewodzeniu
impulsów z receptorów bólu, stymuluje
rozwój komórek.
Rozkład neuronów zawierających substancje P
Peptydy - somatostatyna
Somatostatyna hamuje wydzielanie
hormonu wzrostu z przysadki.
Kontroluje funkcjonowanie organów
wewnętrznych – jelita, trzustka
Rozkład neuronów zawierających somatostatyne:
podwzgórze, ciało migdałowate, kora.
Terapie oparte na somatostatynie
stosuje się w akromegalii
Endorfiny
Endorfina – wewnętrzna morfina, powoduje
zniesienie bólu, uczucie przyjemności (np.
podczas seksu) i dobrego nastroju.
Receptory endorfiny typu mu działają
presynaptycznie i hamują wydzielanie
neurotransmitera. W ten sposób hamują
wydzielanie GABA do szlaków
dopaminergicznych i powodują wydzielanie
dopaminy.
Neurony zawierające endorfiny znajdują się
wyłącznie w podwzgórzu.
Endorfiny mogą być odpowiedzialne za:
działanie akupunktury
efekt Placebo
Papryczki chilli zawieraja kapsaicynę powodującą
wytwarzanie endorfin.
Enkefaliny
Enkefaliny (odkryte rezem z
endorfinami w roku 1975) są krótszym
niż endorfiny łąńcuchem peptydowym i
występują również poza centralnym
układem nerowym. Zasadnicza rola
polega na regulacji wrażeń bólu.
Neurony zawierające enkefaliny są rozprzestrzenione
i są najczęściej interneuronami. W ten sposób
modulują procesy lokalnych obwodach (np. sygnały
bólu w rogu grzbietowym rdzenia kręgowego.