sinh lý tế bào thần kinh ở người

Neuron 1-Thân tế bào : “Là trung tâm dinh dưỡng.” Trong HTKTƯ thân tế bào tụ lại thành các nhân, trong HTKNB tụ trong các hạch 2-Thụ trạng : Là vùng tiếp nhận Truyền xung điện học

Neuron và Synapse

Trình bày : PGS Nguyễn-thị-Đoàn-Hương

HỆ THẦN KINH

 Hệ thần kinh gồm:

 Hệ thần kinh trung ương

(Central nervous system CNS):

Nảo Tuỷ sống

 Hệ thần kinh ngoại biên

(Peripheral nervous system PNS):

Thần kinh sọ Thần kinh tuỷ

 2 loại tế bào trong hệ thần kinh :

Neuron

Tế bào nâng đỡ (tế bào gian thần kinh)

NEURON

 Là đơn vị cấu trúc và chức năng của hệ thần kinh

 Đáp ứng với kích thích lý học và hoá học

 Sản xuất và dẫn các xung điện hoá học

 Phóng thích chất điều hoà hoá học

 Dây thần kinh:

 Là bó sợi trục nằm ngoài HTKTƯ

 Hầu hết gồm sợi vận động và cảm giác

Neuron

1-Thân tế bào :

“Là trung tâm dinh dưỡng.”

Trong HTKTƯ thân tế bào tụ lại thành các nhân, trong HTKNB tụ trong các hạch

2-Thụ trạng :

Là vùng tiếp nhận

Truyền xung điện học đến thân tế bào

3-Sợi trục:

Dẫn xung từ thân tế bào

Dòng trong sợi trục ( Axoplasmic flow):

 Proteins và các phân tử khác được chuyên chở bởi các co thắt đều nhịp đến đầu tận cùng

Chuyên chở trong sợi trục (Axonal transport):

 Sử dụng các vi ống để chuyên chở

 Có thể theo chiều sợi trục hoặc ngược sợi trục

NEURON

PHÂN LOẠI THEO CHỨC NĂNG

Dựa trên hướng truyền

xung

Cảm giác hay sợi vào:

Dẫn xung từ thụ thể

cảm giác đến HTKTƯ

Vận động hay sợi ra:

Dẫn xung ra khỏi

HTKTƯ đến cơ quan

PHÂN LOẠI THEO CẤU TRÚC

Dựa trên các quá trình lan rộng

từ thân tế bào

Đơn cực

Có dạng hình T

 Neuron cảm giác

Hai cực

Có hai nhánh

 Trong võng mạc ở mắt

Đa cực

Có nhiều thụ trạng

và 1 sợi trục

 Neuron vận động

TẾ BÀO NÂNG ĐỠ HTKNB

 Tế bào Schwaan :

 Bao ngoài màng tế bào

 Cách điện

Nút Ranvier:

 Là vùng không có

myelin giữa các tế bào

Schwaan

 Tế bào sao:

 Nâng đỡ cho các thân

tế bào trong hạch

TẾ BÀO NÂNG ĐỠ TRONG HTKTƯ

Tế bào gian thần kinh là những tế bào nâng đỡ

trong HTKTU

* Tế bào sao , tế bào biểu mô, tế bào thiểu gai,tế bào tiểu

gian thần kinh

*

*

*

*

Tế bào sao

TẾ BÀO NÂNG ĐỠ TRONG HTKTƯ

 Tế bào thiểu gai (Oligodendrocytes):

Nằm giữa các sợi trục thần kinh

Mỗi phần nhô ra tạo thành bao myelin quanh nhiều sợi trục

Có tính cách điện

QUÁ TRÌNH TÁI SINH

 Tế bào Schwann :

 Tác dụng như một thực bào , khi phần xa của neuron bị thoái hoá

 Được bao chung quanh bởi màng nền,tạo thành ống tái sinh :

 Dùng để sợi trục tái sinh

 Đưa ra ngoài các chất hoá học thu hút sợi trục tăng trưởng

 Phần sợi trục nối với thân tế bào bắt đầu tăng trưởng

HTKTƯ có khả năng tái sinh giới hạn :

 Thiếu màng nền liên tục

 Các phân tử của tế bào thiểu gai ức chế tăng

trưởng tế bào

Neurotrophins

Làm thuận lợi cho sự tăng trưởng của neuron

Các yếu tố làm tăng trưởng thần kinh:

 Nerve growth factor (NGF), dẫn xuất từ nảo

 Neurotrophic factor, dẫn xuất từ tế bào gian TK

 Các neuron cảm giác và hạch giao cảm (NGF và neurotrophin)

TẾ BÀO NÂNG ĐỠ HTKTƯ

Tế bào sao (Astrocytes):

 Là loại tế bào gian TK

nhiều nhất

 Các nhánh tận cùng

bằng các chân quanh

mao mạch ( end-feet )

 Tham gia tạo hàng rào

máu-nảo

 Điều hoà K + và pH của

môi trường bên ngoài

 Lấy K + từ dịch ngoại bào,

chất truyềnTK do sợi trục

phóng thích, và lactic

acid

 Các nhánh khác thì tiếp

cận với các synapses

TẾ BÀO NÂNG ĐỠ HTKTƯ

Tế bào tiểu gian TK (Microglia):

 Thực bào , chuyển di

Tế bào biểu m o â :

 Bài tiết dịch nảo tuỷ

 Lát các nảo thất

 Có chức năng như tế bào mầm TK

 Có thể phân chia và biệt hoá

HÀNG RÀO MÁU-NẢO

 Mao mạch trong nảo không có các lỗ giữa các tế bào nội bì

 Gắn nhau bởi các nơi tiếp hợp chặt

 Các phân tử trong mao mạch nảo di chuyển chọn lọc qua màng tế bào nội bì bởi:

 Khuyếch tán

 Chuyên chở chủ động

 Nhập bào

 Xuất bào

HOẠT ĐỘNG ĐIỆN HỌC CỦA SỢI TRỤC

( AXON)

Điện thế màng :

 Khác biệt điện thế hai bên màng

 Do các phân tử mang điện âm trong màng

 Khuyếch tán giới hạn các ion vô cơ mang điện dương ra ngoài màng

 Tính thấm màng tế bào:

 Độ sai biệt điện-hóa học của Na + và K +.

 Bơm Na + /K + ATPase

Tính hưng phấn (Excitability):

 Khả năng sản xuất và dẫn xung điện học

HOẠT ĐỘNG ĐIỆN HỌC CỦA SỢI TRỤC

Khử Cực:

 Độ sai biệt điện thế giảm

(trở nên dương hơn )

Tái cực :

 Trở về điện thế lúc ban

đầu(trở nên âm hơn)

Tăng phân cực :

 Aâm hơn điện thế màng

CỬA ION TRONG SỢI TRỤC

 Điện thế màng thay đổi do các dòng ion qua kênh ion

 Kênh đóng mở do điện thế (Voltage-gated

channels)mở khi điện thế màng thay đổi

 2 loại kênh K+:

 1 luôn luôn mở

 1 đóng khi tế bào nghĩ

 Kênh Na+:

 Luôn luôn đóng khi tế bào nghĩ

ĐIỆN THẾ ĐỘNG (ACTION

ĐIỆN THẾ ĐỘNG

ĐIỆN THẾ ĐỘNG

TÍNH THẤM MÀNG

 Do tăng tính thấm với

Na +

 Sau một giai đoạn

muộn ngắn ( short

delay),tăng tính thấm

với K +

Khử cực và tái cực xảy

ra qua khuyếch tán,

không cần chuyên chở

ĐIỆN THẾ ĐỘNG

Định luật tất hoặc không (All or none):

Khi đạt đến ngưởng , sẽ có ĐTĐ tối đa

Biên độ bình thường không vượt quá + 30 mV vì kênh Na +

đóng nhanh và kênh K + sẽ mở

Cường độ kích thích :

Tăng tần số điện thế động khi cường độ kích thích mạnh hơn

Bổ sung (Recruitment ):

Các kích thích mạnh có thể kích hoạt nhiều sợi trục với

ngưởng cao hơn

THỜI GIAN TRƠ

 Thời gian trơ tuyệt đối

(Absolute refractory

period):

 Màng sợi trục không sản

xuất điện thế động khác

TÍNH DẪN TRUYỀN

 Khả năng neuron dẫn truyền điện học qua tế bào chất

 Đặc tính dây dẫn của sợi trục kém vì :

 Kháng trở bên trong cao

 Nhiều điện thoát ra khỏi sợi trục qua màng

 Một ĐTĐ không lan dọc toàn sợi trục

 Mỗi ĐTĐ là một kích thích gây ĐTĐ trong vùng

màng lân cận qua cacù kênh ion lệ thuộc điện thế

DẪN TRUYỀN TRONG SỢI TRỤC KHÔNG MYELIN

 Xung gây khử cực lan

dọc theo sợi trục với

dòng Na+ vào làm lan

truyền ĐTĐ

 Nhịp dẫn truyền chậm

 Xảy ra theo một hướng

DẪN TRUYỀN TRONG SỢI TRỤC CÓ MYELIN

 Myelin có tính cách

điện tại nút Ranvier

có chứa kênh Na+ và

K+

 ĐTĐ ở một nút khử

cực nút kế cận

 Dẫn truyền kiểu nhảy

vọt

 Vận tốc dẫn truyền

nhanh

SYNAPSE

 Nơi tiếp hợp giữa một neuron với một neuron khác hoặc tế bào đáp ứng

 Chỉ truyền xung theo một hướng

 Từ sợi trục neuron trước synapse đến neuron sau synapse

 Truyền xung qua synapse là qua các kênh lệ thuộc chất hoá học

SYNAPSE ĐIỆN HỌC

 Xung có thể truyền

trực tiếp qua tế bào lân

cận

 Qua nơi tiếâp hợp hở

 Mỗi nơi tiếp hợp hở

có 12 protein

connexin

Thí dụ :cơ trơn ,cơ tim

,nảo ,và tế bào gian

thần kinh

SYNAPSE HOA HỌC

 Có khe synapse giữa

nút tận cùng và tế bào

sau synapse

 Các nang trong nút tận

cùng phóng thích chất

truyền TK

 Số lượng chất truyền

TK tuỳ thuộc trên tần

số ĐTĐ

Truyền xung qua khe synapse

 ĐTĐ lan đến nút tận cùng

 Kênh Ca2+ mở

 Ca 2+ vào trong nút tận cùng

 Dòng ion vào khởi động sự hoà màng nhanh của các nang và phóng thích chất truyền thần kinh

 Ca2+ kích hoạt calmodulin, chất này kích hoạt protein kinase

 Protein kinase phosphoryl hoá synapsins

 Synapsins giúp hiện tượng hoà màng

 Chất truyền TK được phóng thích và khuyếch tán qua khe synapse

 Chất truyền TK gắn vào thụ thể ở màng sau synapse làm mở kênh ion gây :

 Điện thế kích thích sau synapse (EPSP)

 Điện thế ức chế sau synapse (IPSP)

Truyền xung qua khe

synapse

Synapse Hoá học

Acetylcholine (ACh)

 ACh là chất truyền TK kích thích và ức chế tuỳ thuộc cơ quan liên hệ, co trong HTKTU &

HTKNB

Làm mở kênh ion hoá học

Thụ thể Nicotinic :

Có trong hạch TKTV và sợi cơ xương

Thụ thể Muscarinic :

Có trong màng cơ trơn ,cơ tim ,và một số

tuyến

THỤ THỂ NICOTINIC và KÊNH ION LIÊN HỆ

 Hầu hết là cơ chế trực tiếp

 Kênh Ion đi ngang qua thụ

 Cho phép ion Na+ vào và K +

ra ngoài màng sau synapse

 Dòng chính là dòng Na + vào

 Gây EPSPs

THỤ THỂ MUSCARINIC ,KÊNH VẬN HÀNH VỚI PROTEIN G

 Chỉ có 1 đơn vị

phụ

 Kênh ion là protein

riêng xa thụ thể

 ACh khi gắn vào

thụ thể sẽ kích hoạt

đơn vị phụ alpha

protein G

 Đơn vị phụ này

tách ra

 Khuyếch tán qua

màng đến gắn vào

kênh ion làm mở

kênh

Ach gắn vào thụ thể M1 gây khử cực màng Ach gắn vào thụ thể M2 gây tăng phân cực màng

Acetylcholinesterase (AChE)

 Là men bất hoạt ACh

 Có trong màng sau synapse hoặc cạnh màng

ACh TRONG HỆ TKTƯ

 Neuron Cholinergic :

 Dùng ACh như chất truyền TK

 Kênh ion nằm ở phần gò sợi trục

 Gây EPSPs

ACh TRONG HỆ TKNB

 Neuron vận

động tiếp hợp

với cơ xương

 Phóng thích

ACh ở nút

tận cùng

 Gây điện thế

ở tấm động

(EPSPs)

 Khử cực làm

mở kênh ion ở

tấm động

CHẤT TRUYỀN TK LÀ MONOAMINES

 Được phóng thích bởi các nang trước synapse

 Khuyếch tán qua khe synapse

 Gắn vào các thụ thể chuyên biệt trong màng sau synapse

 monoamines được tái hấp thu vào màng

trước synapse

 Men bất hoạt

monoamines trong màng trước

synapse là MAO Men bất hoạt

catecholamines

trong màng sau

synapse là COMT

CƠ CHẾ TÁC DỤNG

 CTTK Monoamine không

trực tiếp làm mở kênh ion

 Tác dụng qua chất truyền

tin thứ hai( cAMP)

 norepinephrine kích thích

sự phân ly đv phụ alpha

của protein G,đv này gắn

với men adenylate

cyclase, chuyển ATP

thành cAMP

 cAMP kích hoạt protein

kinase, phosphoryl hoá

cacù proteins khác

 Mở kênh ion

SEROTONIN (5-HYDROXYTRYPTAMINE)

 Được tổng hợp chính trong thân nảo

 Chất truyền TK của các tế bào trong raphe nuclei

 Điều hoà tính khí,thái độ,ăn ngon, và tuần hoàn nảo

 Thụ thể : 5-HT-1A hoặc 5HT-1C gây IPSP 5-HT-2 hoặc 5HT-3 gây EPSP

DOPAMINE

 Chất truyền TK của các tế bào trong nảo giữa

 Thụ thể : D1 gây khử cực màng D2 gây tăng phân cực màng

 Sợi trục

 Hệ dopamine đến chất đen:

 Các neuron trong chất đen ( substantia nigra) gởi các sợi

TK đến thể vân ( corpus stratum)

 Ưùc chế cử động của cơ xương

 Bệnh Parkinson:thoái hoá các neuron trong chất đen

 Hệ dopamine giữa- viền :

 Neurons bắt nguồn từ nảo giữa ,gửi sợi trục đến hệ viền

 Liên quan đến hành vi và thưởng phạt

Alpha1: làm co cơ trơn mạch máu

Alpha2 (và beta2): điều hòa lượng NorE ở khe synapse Beta 1: tăng nhịp tim, bài tiết renin, phân giải lipid

Beta2: gây dãn cơ trơn

 Hổ trợ trong điều hoà vận động cơ xương

 GABA (gamma-aminobutyric acid):

 Ưùc chế , tạo IPSPs

 Tăng phân cực màng sau synapse

 Chức năng vận động trong tiểu nảo

 Thuốc Benzodipine hổ trợ dòng Cl- v{o tế b{o g}y IPSP được dùng chống kinh giật v{ g}y ngủ

POLYPEPTIDES

 CCK (Cholecystokinin):

 Tạo thuận lợi cho tiêu hoá sau bửa ăn

 Substance P

(có trong nhiều cơ quan ):

 Là chất truyền TK chính trong cảm giác đau

Polypeptides

 Opiods nội sinh :

 Chất morphine nội sinh

 Beta-endorphin, enkephalins, dynorphin

 Neuropeptide Y:

 Là neuropeptide có nhiều trong nảo

 Ưùc chế glutamate trong hồi hãi mã (hippocampus)

 Kích thích ăn ngon mạnh

NITRIC OXYDE

 NO:

 Tế bào thực bào phóng thích NO để giết vi khuẩn

 Liên quan đến trí nhớ và học tập

 Làm dãn cơ trơn

EPSP

 Không có ngưỡng

 Giảm ĐT nghĩ

 Độ lớn tăng dần

 Không có giai

đoạn trơ tuyệt đối

 Có thể tổng kế

 Nhiều đầu tận cùng hội tụ

trên một neuron sau synapse

 Tổng kế thời gian

(Temporal summation):

 Nhiều đợt phóng thích chất

truyền TK

Hổ trợ lâu dài (Long-Term

Potentiation)

 Có thể tạo thuận lợi cho truyền TK dọc

theo đường TK thường dùng

 Neuron bị kích thích ở tần số cao làm tăng tính hưng phấn của synapse

 Cải thiện hiệu quả truyền TK ở khe synapse

 Đường TK trong hồi hãi mã (hippocampus) sử dụng glutamate,kích hoạt thụ thể NMDA

 Liên quan đến trí nhớ và học tập

ƯcÙ chế tại Synapse

 Ưùc chế trước synapse

(Presynaptic inhibition):

 Số lượng chất truyền TK

gây kích thích bị giảm bởi

hiệu quả của một neuron

thứ hai,có sợi trục tiếp hợp

với sợi trục của neuron thứ

nhất

 Ưùc chế sau synapse

(Postsynaptic inhibition)

(IPSPs):

 Không có ngưỡng

 Làm tăng phân cực màng

sau synapse

 Tăng điện thế màng

 Có thể tổng kế

 Không có thời gian trơ