HÓA SINH THẦN KINH (hóa SINH SLIDE)

• Mô phức tạp nhất về liên quan giữa cấu trúc và chức năng • Cấu tạo chủ yếu từ các tế bào thần kinh neuron, đóng vai trò chủ đạo trong điều hòa các hoạt động sống • Sự khác nhau cơ bả

HÓA SINH THẦN KINH

Mở đầu

• Mô thần kinh gồm: não, tủy và thần kinh ngoại biên

• Mô phức tạp nhất về liên quan giữa cấu trúc và chức

năng

• Cấu tạo chủ yếu từ các tế bào thần kinh (neuron), đóng

vai trò chủ đạo trong điều hòa các hoạt động sống

• Sự khác nhau cơ bản giữa mô thần kinh với các khác là

khả năng tương tác có tính tổ chức cao với các mô và cơ quan của cơ thể

• Những năm gần đây có nhiều hiểu biết tốt hơn về cấu

trúc, chức năng của hệ thần kinh

1 Chuyển hóa các chất trong mô thần

kinh

• Xảy ra mạnh để cung cấp năng lượng cho các

hoạt động phức tạp của hệ thần kinh

• Não sử dụng lượng lớn oxy:

- 3,3 ml oxy/ 1 phút (lớn gấp 20 lần cơ lúc nghỉ ngơi)

- Chiếm 2% thân trọng nhưng tiêu thụ 20- 35% tổng lượng oxy của cơ thể

• Não rất nhạy cảm với tình trạng thiếu O2: chỉ

chịu được thiếu O2 trong 5- 6 phút

1.1 Chuyển hóa glucid ở mô thần kinh

• Bình thường glucose là nhiên liệu chủ yếu cho

não

• Glucose thoái hóa theo con đường đường phân

ái khí

• Năng lượng sinh ra sử dụng vào duy trì

gradient ion qua màng bào tương và sự tổng hợp các chất dẫn truyền thần kinh, các thành phần khác

1.2 Chuyển hóa lipid

• Tốc độ đổi mới rất chậm: 20% /1 tuần (Gan: 50%/ 1

ngày)

• Lipid trong não dưới dạng phức hợp và được biệt hóa,

nhưng dường như là để duy trì tính toàn vẹn của màng hơn là vai trò chuyển hóa

1.3 Chuyển hóa protein

• Protein có tốc độ quay vòng nhanh

• Nồng độ acid amin tự do cao: tham gia tổng hợp các

amin, peptid dẫn truyền thần kinh

Một neuron điển hình có các đuôi gai và sợi trục

Các đuôi gai được biệt hóa để nhận thông tin trong

khi sợi trục được biệt hóa để nhận thông tin.

Người bình thường có 10 11 đến 10 13 neuron

Tương tác giữa các neuron dựa trên sự thay đổi tính

thấm của màng với các ion, tạo nên điện thế hoạt

động

2 Sự dẫn truyền xung thần kinh

Hệ thần kinh được chia ra:

TK trung ương ( central nervous system- CNS)

và TK ngoại biên ( peripheral nervous system- PNS).

- TK ngoại biên lại được chia ra 2 phần:

TK chủ động ( somatic nervous system) và

TK tự đông ( autonomic nervous system)

- TK tự động có 2 nhánh: phó giao cảm

(parasympathetic) và giao cảm (sympathetic).

Đuôi gai: nhận thông tin, thường là các chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitter).

Sợi trục: tạo điện thế hoạt động và truyền thông tin,

thường giải phóng chất dẫn truyền thần kinh từ đầu tận sợi trục.

Neuron

Trong số các loại neuron, các neuron myelin hóa truyền điện thế hoạt động nhanh nhất

PNS : Neuron hướng tâm

và Neuron ly tâm

Giao tiếp (tương tác)

Một neuron sau synap

với 1 neuron này có thể là trước synap với tế bào khác

Các tế bào thần kinh đệm (Glial cells)

Tế bào

hình sao

Tế bào tk đệm ít gai

Vi tế bào thần kinh

TB màng

não thất

Dịch não

tủy

Điện thế nghỉ (resting membrane potential)

Các lực ảnh hưởng đến Na và K ở điện thế màng (điện thế nghỉ)

Gradient nồng độ Gradient điện thế

ATP duy trì điện thế màng :

Bơm Na+/K+ thiết lập

gradient nồng độ tạo điện thế âm; sử dụng tới 40% ATP tạo thành trong tế bào

Điện thế hoạt động:

Các kênh ion phụ thuộc điện thế

Khử cực Tái phân cực

Điện thế hoạt động là 1 chuỗi sự thay đổi điện thế màng

Điện thế hoạt động tạo thành do sự thấm các ion qua các kênh Na +

và K + phụ thuộc điện thế

Cơ chế tạo điện thế hoạt động

Na+ bên trong cao, K+

bên ngoài cao.

6 Bơm Na+/K+ thiết lập lại

điện thế nghỉ

Khử cực xảy ra khi ion di chuyển làm giảm mất cân bằng điện tích

Tái phân cực là sự di chuyển của các ion để thiết lập lại trạng thái điện thế màng.

Tăng phân cực là bên trong tế bào trở nên

âm điện hơn

Sự lan truyền của điện thế hoạt động từ đuôi gai

tới đầu tận sợi trục theo 1 chiều vì giai đoạn trơ ì theo sau sự di chuyển của điện thế hoạt động

Sự lan truyền một chiều của điện thế hoạt động

Điện thế hoạt động nhảy từ nut này tới nút tiếp theo khi chúng lan truyền dọc sợi trục myelin hóa

Sự dẫn truyền nhảy vọt

• Synap chia 2 loại:

• Synap điện- tạo ra

bởi sự tiếp nối vật lý giữa các tế bào (Gap Junctions).

• Synap hóa học- tạo

khoảng không được nối tiếp bởi các chất dẫn truyền thần kinh.

Synap là điểm tiếp nối

giữa 2 neuron hoặc

neuron với tế bào đích

Cấu tạo của synap hóa học

• Tác dụng của các chất dẫn truyền thần kinh

thông qua receptor.

• Mỗi receptor chỉ nhận biết và gắn duy nhất vơi 1

loại neurotransmitter

• Chất chủ vận (agonis (ví dụ: nicotine) gây tác

dụng giống neurotransmitter và chất đối vận

(antagonist) (ví dụ: curare) ức chế hoạt động của receptor

• Hai loại receptor:

– Receptor kênh ion: cho phép ion qua lại khi gắn chất dẫn truyền thần kinh

– Receptor kẹp đôi protein G: hoạt hóa chất truyền tin thứ hai, có thể làm mở các kênh ion hoặc có một vài tác

động khác

Cơ chế giải phóng chất dẫn truyền thần kinh

An excitatory postsynaptic potential (EPSP) is a graded depolarization that moves the membrane potential closer to the threshold for firing an action potential (excitement).

Hoạt hóa tế bào sau synap:

An inhibitory postsynaptic potential (IPSP) is a graded

hyperpolarization that moves the membrane potential further from the threshold for firing an action potential (inhibition).

Các tác động có thể của thuốc trên hoạt

động của synap

A giải phóng và thoái hóa

neurotransmitter bên trong đầu tận

F Giảm thoái hóa neurotransmitter ở synap.

G agonists (gây đáp ứng tương tự neurotransmitter) hoặc antagonists (ngăn cản đáp ứng của neurotransmitter) có thể gắn receptor.

H giảm đáp ứng sinh hóa trong đuôi gai

Các thay đổi truyền tin qua synap do thuốc hay bệnh lý

3.1 Các chất dẫn truyền thần kinh phân tử nhỏ

3.1.1 ACETYLCHOLIN:

• Acetylcholine là chất dttk được biết đến đầu tiên.

• Chịu trách nhiệm cho kích thích cơ, bao gồm cả

cơ dạ dày- ruột

• Có trong các neuron cảm giác và hệ thần kinh tự

động, có 1 phần vai trò trong giấc mơ và giấc ngủ

• Acetylcholin được truyền trong những con đường

hệ cholinergic chủ yếu tập trung ở những vùng đặc biệt của thân não và được cho là có liên quan đến chức năng nhận thức, đặc biệt là trí nhớ Các tổn thương nặng nề của những con đường này có thể gây bệnh Alzheimer.

Acetylcholin (tiếp)

• Có mối liên hệ giữa acetylcholin và bệnh

Alzheimer:  giảm 90% acetylcholin ở não những người Alzheimer, nguyên nhân chính của sự lão suy

• Acetylcholin is là chất dttk chính của hệ phó giao

cảm – hệ thần kinh kiểm soát các chức năng như nhịp tim, tiêu hóa, bài tiết nước bọt và chức năng bàng quang.

• Các chất độc thực vật curare gây liệt bởi ngăn

chặn receptor của acetylcholin ở tế bào cơ.

acetylcholin giải phóng vào khe synap, gây liệt.

Tổng hợp và thoái hóa acetylcholine

3.1.2 Các catecholamin

Sinh tổng hợp các catecholamine

Thoái hóa catecholamin

Dopamine – có vai trò trong sự học, sự chú ý

và chuyển động; thiếu hụt liên quan đến bệnh Parkinson, trong khi tăng nhạy cảm liên quan đến một vài dạng tâm thần phân liệt

Epinephrine - ảnh hưởng đến chuyển hóa

glucose, làm các chất dinh dưỡng giải phóng năng lượng khi tập luyện.

Norepinephrine - kích thích hấp thu

carbohydrat

3.1.3 SEROTONIN

• SEROTONIN là chất ức chế dẫn truyền thần kinh. 

• Lượng serotonin thích hợp là cần thiết cho tâm

trạng ổn định và cân bằng với các chất kích thích

dẫn truyền thần kinh trong não. 

• Sử dụng các thuốc kích thích hay caffeine hàng ngày

có thể gây thiếu hụt serotonin một thời gian dài. 

• Nồng độ serotonin thấp làm tăng ngon miệng với

thức ăn là carbohydrat và gây rối loạn giấc ngủ, có thể gây trầm cảm hoặc các rối loạn cảm xúc khác.  Serotonin còn liên quan đến chứng đau nửa đầu, hội chứng ruột kích thích  

• Nồng độ serotonin thấp còn liên quan đến giảm

chức năng của hệ miễn dịch

Serotonin (tiếp)

• Cùng với kiểm soát tâm trạng, serotonin có liên quan tới

nhiều chức năng khác, bao gồm điều hòa giấc ngủ, cảm nhận đau perception, thân nhiệt, huyết áp và hoạt động của hormon

• Trong não, serotonin khu trú ở các con đường thần kinh

xuất phát từ các nhân đan, 1 nhóm các nhân tại trung tâm của hệ lưới ở não giữa, cầu và hành não

• Các con đường serotonergic trải rộng khắp thân não, vỏ

não và tủy sống.

• Lượng lớn nhất serotonin ở niêm mạc ruột.

• Mặc dù CNS chứa ít hơn 2% tổng lượng serotonin trong

cơ thể, serotonin đóng vai trò vô cùng quan trọng một loạt các chức năng của não

• Nó được tạo thành từ amino acid tryptophan .

Sinh tổng hợp serotonin

3.1.4 Gama amino butyric acid (GABA)

chế dẫn truyền thần kinh chính, được xếp loại các chất giống VALIUM- thuốc làm giảm căng thẳng thần kinh

lo lắng Nhiều thuốc tác động đến GABA

receptor, bao gồm alcohol và barbiturat.  Nếu GABA bị thiếu hụt ở một vài khu vực trong não, gây động kinh.

CO2

• Như 1 phần đáp ứng miễn dịch với các tác nhân lạ, histamine

được tìm thấy trong các hạt của bạch cầu ái kiềm và dưỡng bào gần mô liên hợp Khi có kích thích se giải phóng histamin

từ các hạt

• Histamine làm tăng tính thấm của mao mạch với bạch cầu và

protein, cho phép chúng chiến đấu với các yếu tố lạ xâm nhập vào các mô.

Phân loại, vị trí, chức năng của

receptor của Histamin

• H1 receptor: Tìm thấy ở cơ trơn, nội mạc, mô TK trung

Phân loại, vị trí, chức năng của

Receptor của Histamin

• H3 receptor: thấy ở CNS và một mức độ ít hơn ở PNS.

• H4 receptor: chủ yếu bạch cầu ái kiềm and và tủy

xương Còn thấy ở tuyến giáp, ruột non, lách và đại tràng

- Đóng vai trò trong hóa ứng động

3.2 Các chất dẫn truyền thần kinh phân tử lớn

• Các peptid thần kinh thường là trung gian cho các đáp ứng

đói, khát, tình dục, vui, buồn, đau….

• Chất P: Peptid 11 aa, có vai trò truyền cảm giác đau

• Các endorphin: beta-endorphin, có tác dụng giảm đau

• Các enkephalin: Met-enkephalin và Leu-enkephalin, có tác

dụng giảm đau kiểu opiat

• Somatostatin: 14 aa, ức chế bài tiết GH

• Angiotensin I và II: