Účinky jedů na orgánové úrovni II Látky neurotoxické

1. Účinky jedů na orgánové úrovni IILátky neurotoxické Základy toxikologie (C306)

2. Nervové buňky 1. Neurony • Tělo neuronu (soma) • obsahuje buněčné organely - nápadné jádro, velký počet mitochondrií • Dendrity • krátké výběžky na těle neuronu • vstup a zpracování signálu ze sousedních neuronů a smyslových buněk • Iniciální segment • spojuje tělo neuronu s axonem, místo vzniku akčního potenciálu

3. Nervové buňky 1. Neurony • Axon • delší výběžek na těle neuronu specializovaný na vedení akčních potenciálů • většinou pokryt vrstvou myelinu přerušovanou Ranvierovými zářezy • neúčastni se zpracování signálu - je to pouze jednosměrně vodivý segment • Nervová zakončení • konečná výstupní část axonu, specializovaná na sekreci neurotransmiterů • synaptický knoflík

5. Nervové buňky • 2. Gliové buňky • 10 - 50 krát větší počet než neuronů • servis pro neurony - přenos cukrů a kyslíku, odpadních látek ochrana před infekcí • nevznikají zde akční potenciály • Astrocyty • velké buňky přítomné pouze v CNS • spoluvytváří hematoencefalickou bariéru • ovlivňují migraci vyvíjejících se neuronů • přenos živin

7. Nervové buňky 2. Gliové buňky • Schwannovy buňky • vytvářejí myelinovou vrstvu na axonech neuronů periferního nervového systému (PNS) • Schwannovy buňky • vytvářejí myelinovou vrstvu na axonech neuronů periferního nervového systému (PNS) • hrají důležitou roli při regeneraci poškozených neuronů • Oligodendrocyty • vytvářejí myelinovou vrstvu na axonech neuronů centrálního nervového systému (CNS) • Mikrogia • malé pohyblivé fagocytující buňky - makrofágy v CNS

16. Klidový membránový potenciál • mezi vnitřkem buňky a jejím okolím je rozdíl elektrických potenciálů (40 - 90 mV) • důsledek semipermeability buněčné membrány (nerovnoměrné rozložení iontů) Uvnitř buňky - vyšší koncentrace K+ a organických anionů A- Vně buňky - vyšší koncentrace Na+ a Cl-

17. Iontové kanály • bílkovinné struktury prostupující fosfolipidovou dvojvrstvu buněčné membrány - tzv. integrální proteiny • umožňují prostup nabitých částic přes lipofilní membránu • 1. pasivní - prosakovací (leakage) • stále otevřené • 2. napěťově řízené (voltage gated) • změna konformace bílkovinných molekul která otevírá nebo uzavírá kanál nastává v závislosti na aktuální hodnotě membránového potenciálu • 3. ligandově - chemicky řízené (ligand gated) • k otevření či uzavření kanálu dochází po navázání určité chemické látky (neurotransmiteru) na specifické vazebné místo (receptor) iontového kanálu

21. Akční potenciál • reversibilní skokový nárůst membránového potenciálu o velikosti kolem 100 mV • v neuronu vzniká v iniciálním segmentu buňky a šíří se směrem dolů po axonu • podstata nervového impulzu • kromě neuronů vzniká též ve svalových buňkách - práce svalů

22. 1 5 2 3 4 Fáze akčního potenciálu napětí 1) Klidový membránový potenciál 2) Depolarizační impuls - nárůst KMP v iniciálním segmentu, jako důsledek změn hodnot potenciálů v dendritech práh = - 50 mv KMP = - 70 mv 3) Depolarizační impuls dosáhl prahové hodnoty - rychle se otevírají napěťově řízené kanály pro Na+, ionty Na+ vtékají do buňky čas 4) Depolarizace membrány - v důsledku nárůstu koncentrace Na+ iontů uvnitř buňky dochází k nárůstu membránového potenciálu 5) Akční potenciál - maximální hodnota membránového potenciálu

23. napětí práh = - 50 mv KMP = - 70 mv 6 1 5 2 3 4 7 8 čas Fáze akčního potenciálu 6) Repolarizace membrány - napěťově řízené Na+ kanály uzavřeny, napěťově řízené K+ kanály otevřeny, K+ vytéká ven z buňky, membránový potenciál klesá 7) Hyperpolarizace membrány - napěťově řízené K+ kanály otevřeny i poté, co membránový potenciál dosáhne hodnoty KMP, pokračující vytékání K+způsobí pokles membránového potenciálu pod hodnotu KMP 8) Návrat ke KMP - napěťově řízené K+ kanály uzavřeny, K+ vtéká do buňky stále otevřenými (leak) kanály, potenciál membrány stoupá směrem ke KMP

25. Šíření akčního potenciálu A) Nemyelizovaným axonem • Akční potenciál v jednom místě membrány působí jako depolarizační impuls pro své okolí • v místech, kde dojde k překročení prahové hodnoty depolarizace vznikají další akční potenciály • v důsledku hyperpolarizace membrány na konci akčního potenciálu dochází k vedení vzruchu jedním směrem - dolů po axonu B) Myelizovaným axonem • Saltatorní (skokové) vedení vzruchu • myelinová vrstva působí jako izolant - vedení vzruchu probíhá ve skocích po Ranvierových zářezech • vysoká rychlost vedení vzruchu

29. Chemická synapse • místo spojení neuronu s jiným neuronem případně s efektorem • presynaptická a postsynaptická buňka, synaptická štěrbina • nejčastěji mezi neurony spojení axo-dendritické

43. Agonisté a antagonisté NT • Agonista • látka, která po navázání na receptor spouští stejnou kaskádu biochemických pochodů jako endogenní ligand • agonista neurotransmiteru otevírá příslušné ligandově řízené iontové kanály na postsynaptické membráně za vzniku EPSP nebo IPSP • agonistou acetylcholinu na nikotinových receptorech nikotin • Antagonista • látka, která po navázání na receptor nespouští stejnou kaskádu biochemických pochodů jako endogenní ligand • antagonista neurotransmiteru blokuje příslušné ligandově řízené iontové kanály na postsynaptické membráně, nevznikají příslušné EPSP nebo IPSP • antagonistou acetylcholinu na nikotinových receptorech kurare • Kompetitivní/ nekompetitivní agonista nebo antagonista • soutěž o stejné vazebné místo/ různá vazebná místa

44. Neurotransmitery • Acetylcholin (ACh) • excitační NT na nikotinových receptorech v CNS a nervosvalové ploténce • inhibiční nebo excitační na muskarinových receptorech v CNS i PNS • vzniká reakcí Acetyl-CoA s cholinem - enzym cholinacetyltranferáza (CAT) • zaniká působením enzymu acetylcholinesterázy (AChE) • Glutamát • hlavní exitační NT v nervové soustavě, polovina synapsí v mozku je glutamanergní • vzniká z glutaminu za katalýzy enzymem glutaminázou • glutamát je zpětně vychytáván v presynaptickém zakončení a gliovými buňkami, v gliové buňce dochází k přeměně glutamátu na glutamin za katalýzy enzymem glutaminsyntetázou, glutamin je transportován do presynaptického zakončení

47. Neurotransmitery • Katecholaminy • dopamin, noradrenalin, adrenalin, prekurzorem je tyrosin • Noradrenalin a adrenalin • sekrece v CNS, PNS a v dřeni nadledvin • neurotransmitery v mozku, aktivace sympatiku • noradrenalin - vazokonstrikce • Dopamin • sekrece v CNS a PNS • zejména mozkový neurotransmiter, obvykle excitační účinek • ovlivňuje náladu, spánek, učení a pozornost • nedostatek - Parkinsonova choroba, nadbytek - schizofrenie

48. Neurotransmitery • biogenní amin, vzniká z aminokyseliny tryptofanu, sekrece i receptory v mozku • podílí se na vzniku nálady, vasokonstrikce, cirkadiální rytmus • agonisty serotoninu na receptoru 5 HT2 jsou LSD, psilocybin, meskalin, • Serotonin • extáze (3,4-methylendioxymethamfetamin) způsobuje zvýšené uvolňování serotoninu a jeho následné vyčerpání • Aminokyseliny • GABA (kyselina -aminomáselná) - hlavní inhibiční neurotransmiter v CNS • glutamát a aspartát - hlavní excitační neurotransmitery v mozku • Další neurotransmitery v CNS • excitační - substance P • inhibiční - met-enkefalin, endorfin, glycin