Egzamin: 17 czerwca 2005 (Piątek) Inst. Zool. DSW: 11 30 –12 30 i 12 30 –13 30

1. Egzamin: 17 czerwca 2005 (Piątek) Inst. Zool. DSW: 1130–1230 i 1230–1330 M. Borna sala 503: 1215-1315 „Przydział” na odpowiednie sale ~ 13 czerwca 2005 (ma drzwiach ZFZ) Wejście na wyklad TYLKO z indeksem (no i zaliczonymi ćwiczeniaMI), 50 pytań Wyniki, wywieszone na drzwiach ZFZ, powinny być 20 czerwca (poniedziałek).

2. Rytmy biologiczne

3. Rytm biologiczny - zjawisko polegające na występowaniu w organizmach żywych - roślin, zwierząt i ludzi - pewnych przemian o charakterze cyklicznym, związanych z działaniem swoistych oscylatorów, zwanych zegarami biologicznymi. Zegar okołodobowy

4. Zegar okołodobowy melanopsyna w neuronach zwojowych Podwzgórze: jądra nadskrzyżowania (SCN) - szyszynka (b2) + j. przykomorowe melatonina

5. gady płazy ptaki ssaki Szyszynka

6. Światło – SCN - cAMP (PKA) j. przykomorowe b2 - pole magnetyczne hamuje konwersję Melatonina

7. Melatonina obniża (-) lub stymuluje (+): • gonadotropin (-) • T3, T4 (-) • prolaktyny (+) • sen (+) • Wpływa na rozwój nowotworów: • NSCLC (-) • hepatoma (-) • rak piersi (-) + środki antykoncepcyjne (+)

8. Melatonina • Receptory związane z białkami G (obniżenie stężenia cAMP) • Kalmodulina – hamuje jej aktywność (co pociąga zahamowanie Ca2+-kalmodulinozależnych białek: CPKII, NOS, CA) • Receptory jądrowe (RZRa i RZRb) – hamuje ekspresję PER1

9. Choroba afektywna sezonowa (depresja sezonowa) Rozbieżność między długością dnia, a dobowym wzorcem aktywności. Tycie, apatia, zmęczenie • Cykle sezonowe: • migracje • sen zimowy • rozród • cykl miesięczny kobiet Życie osobnicze – „zegar mitotyczny” (telomery?)

10. Rytm okołodobowy: • temperatura ciała • ciśnienie krwi • wydzielanie kortyzolu • perystaltyka i wydalanie 24 godzinny rytm aktywności komórkowej – niezależny od SCN Wątroba, serce, nerki, mięśnie szkieletowe – własny genetyczny rytm dostrajany przez inne bodźce niż światło. Zaburzenia przy zmianie stref czasowych – niezgodność oscylatorów komórkowych w SCN i narządach peryferyjnych

11. a b a b B B B B B B B A B B B B A A B Około 24 godzin B A A B A A A A A A A A A

12. światło jądro czas • CLOCK i BMAL1 stymulują transkrypcję PER i TIM. 2. PER i TIM akumulują w cytoplazmie (TIM stabilizuje PER).  3. Dimer TIM/PER wchodzi „pod wieczór” do jądra i oddziaływując z CLOCK i BMAL1 hamuje transkrypcję TIM i PER i aktywuje transkrypcję CLOCK. 4. Rano zaczyna się transkrypcja TIM i PER 5. Światło degraduje TIM, a produkt genu doubletime (DBT), fosforyluje i degraduje PER („przesuniecie zegara do tyłu”)

13. Człowiek (inne ssaki?) Homologiem DBT jest CKIe (CKIe fosforyluje i degraduje ludzkie homologi PER - hPER) hPER2 jest związany z Familial Advanced Sleep Phase Syndrome (FASPS) (sen od około 19:30 do ca 4:30 rano) mutacja w regionie wiążącym kinazę kazeinową I epsilon (CKIe) prowadzi do spadku fosforylacji hPER2 Różnice: dimer CLOCK i BMAL1 włączają transkrypcję genów: -Per (hamowana przez melatoninę) - Cry (kryptochrom) – homolog Tim- genów efektorowych (np. kodujących albo uwalniających wazopresynę, ACTH) - hamujących transkrypcje Bmal1 PER i CRY dimeryzują w cytoplazmie, wchodzą do jądra i wyłączają swoją transkrypcję (wyłączają też gen hamujący Bmal1) • Stężenia BMAL1 i PER/CRY oscylują w przeciwnych fazach (jak CLOCK i PER/TIM u Drosophila).

14. Sen Peptyd nasenny (?) ACh, karbachol ośrodek synchronizacji EEG

15. Fale mózgowe fale beta – czuwanie, niska amplituda, duża częstotliwość ~ 13–30 Hz, brak synchronizacji fale alfa – zamknięte oczy, relaks, niska amplituda, częstotliwość ~ 8–13 Hz fale teta – zasypianie, średnia amplituda, częstotliwość ~ 3 – 7 Hz, Źródło - hipokamp (konsolidacja pamięci) Obserwowane w REM

16. Fale mózgowe – sen REM (Rapid Eye Movement) – aktywna część układu limbicznego i ciała migdałowatego Non-REM (NREM) fale delta – głęboki sen, duża amplituda, częstotliwość ~ 3 Hz, Wysoka synchronizacja wyładowań neuronów REM – ruch gałek ocznych, częstotliwość ~ 60–70 Hz,

17. REM (Rapid Eye Movement) Non-REM (NREM) - Narastająca synchronizacja - REM (~10 min), co 90–110 minut (u człowieka) u kota co 25 minut REM Fazy snu

18. gatunek REM Kot 42 15.5 Krowa 82 1.6 Opos 19 23.3 czuwanie wiewiórka 17 22.9 Człowiek 66 6.6-10.6 Sen REM – ssaki i ptaki - „przetwarzanie minionego dnia”? Raczej nie tylko – płody śpią REM około 60%! Adaptacja do stałocieplności? Odżywianie i nawilżanie rogówki?

19. podwzgórze - jądro sinawe + - NA Gly Brak ruchu podczas snu REM, narkolepsja, katapleksja MOST • hipokretyna + Ciało migdałowate Pobudzenie neuronów ruchowych RDZEŃ PRZEDŁÓŻONY

20. Stymulanty: • amfetamina (agonista receptorów NA) – pobudza drogę dopaminergiczną • cylert – jak wyżej • inhibitory oksydazy monoaminowej • inhibitory fosfodiesterazy cAMP (kofeina) • Problemy z bezsennością ~ 20% • Depresanty: • barbiturany – receptory GABAA(np. Veronal) • pochodne benzodiazepiny – receptory GABAA(relanium, nitrazepam, flurazepam) • kanabinoidy („relaksują”) – spadek: cAMP (CA), Ca2+, testosteronu, wzrost łaknienia (haszysz, marihuana) • opioidy i opiaty – spadek cAMP (CA), zmiany stężenia Ca2+ (NMDA) ( morfina, endorfina, b-enkefalina, endomorfina)

21. Sny: głównie w REM, kora przedczołowej i miejsce sinawe wykazują niższy poziom aktywacji • Sny (Calvin Hall – 10 000 snów) • 64% - smutne, powodujące dyskomfort • 18% - radosne i podniecające • 1% - erotyczne • 2 przypadki ataku na osobę śniącą (morderstwo) Pozbawienie REM – halucynacje, obsesje Crick i Mitchison – śnimy by zapomnieć, pozbyć się słabych asocjacji myślowych (czyli zazwyczaj błędnych) Przedłużanie aktywności człowieka może się również odbywać przez oszczędność czasu zużywanego na sen (1/3 życia śpimy).

22. Pamięć proces kodowania, przechowywania i odtwarzania tych danych. ślad pamięciowy (Engram) - zmiana w układzie nerwowym wywołana chwilowym pobudzeniem, utrzymująca się przez pewien czas Pamięć: przechowywanie i przywoływanie engramów. Uczenie się – tworzenie nowych engramów, lub modyfikowanie starych (pod wpływem doświadczenia, lub przemyśleń)

23. Klasyfikacja pamięci Ze względu na trwałość: - ultrakrótka (bezpośrednia, natychmiastowa, operacyjna, robocza ) - krótkotrwała - długotrwała Ultrakrótka: ½ - 1 sekundy, związana z postrzeganiem. Podtrzymywanie: prądy krążące w obwodach neuronów. Zaburzana przez elektrowstrząsy.

24. Krótkotrwała: kilka sekund – kilkanaście minut. Pojemność: ~8 bitów. Podtrzymywanie: samopobudzające się obwody neuronalne (LTP). Informacje mogą zostać zapamiętane w procesie konsolidacji przepisane do pamięci długotrwałej. Struktury: hipokamp i płaty skroniowe. Zaburzana przez elektrowstrząs. Długotrwała: nieograniczony. Pojemność: ~ 200 mld bitów. Przechowywana w specyficznych obwodach neuronalnych. Nie można zapomnieć!!!!!!!!!!!! Związana z ekspresją białek umożliwiających tworzenie nowych, specyficznych sieci neuronalnych. Elektrowstrząsy jej nie zaburzają.

25. Organizacja pamięci Pamięć długotrwała Kora ciemieniowa (?) Pamięć krótkotrwała Hipokamp (?) reakcja Pamięć robocza Decyzja Kora przedczołowa wrażenie Engram

26. GABA (-), Serotonina (+) Magazyny pamięci Bodziec Ciało migdałowate Odpowiedź emocjonalna, np. hormony stresowe Reakcja obronna Stres a pamięć emocjonalna Engram pamięci długotrwałej