SÄHKÖINEN SIGNAALINVÄLITYS

IONIKANAVAT

Solukalvoissa kahdenlaisia kanavia: kaliumkanavia ja kloridikanavia

• Jos molemmat kanavat kiinni V = 0 mV
• Jos K-kanava on auki ja Cl-kanava kiinni V = -58 mV
• Jos molemmat kanavat auki V = 0 mV

Depolarisaaatio ja ionikanavat

Toiminta hermoimpulssin aikana

• ennen depolarisaatiota kanavat kiinni, jännite solun sisällä negatiivinen, V = -70 mV
• Na-kanava aukeaa hieman -> Na⁺ virtaa sisään -> depolarisaatio
• Na-kanava sulkeutuu ja K-kanava avautuu -> K⁺ virtaa ulos -> depolarisaatio jatkuu -> potentiaali lepotasolle -70mV
• Na- ja K-kanavat kiinni

Monet myrkyt sitoutuvat hermon toiminnan kannalta tärkeisiin proteiineihin, kuten

• tetrodotoksiini (eristetty japanilaisesta fugu-kalasta)
  - salpaa Na-kanavan

Patch clamp -tekniikka

• kalvo imetään mikropipetin sisään
• ks. tarkemmin kirjan kuvasarja

Miten hermosolut kommunikoivat toistensa kanssa?

• aktiopotentiaalin kulku aksonia pitkin
• myelinisoitu hermo
• sähköinen synapsi
• Ca-kanavan presynaptisella puolella
• ligandi = molekyyli, joka spesifisesti sitoutuu toiseen molekyyliin
• neurotransmitteri voi tuottaa ekskitatorisen (Na-kanava + neurotransmnitteri) tai inhibitorisen (Cl-kanava + neurotransmitteri) vaikutuksen postsynaptiseen neuroniin
• yleisin inhibitorinen neurotransmitteri g-aminovoihappo (GABA)
• neurotransmitterin vapautuminen on riippuvainen ainakin neljästä proteiinista

Miten neurotransmitterin vapautuminen liittyy muistiin?

• NMDA = N-methyl-D-aspartaatti, reseptorit, jotka sitovat tätä ligandia ja toiset eivät
• yksittäinen stimulus vapauttaa glutamaattia -> Mg²⁺ blokeeraa NMDA-glutamaattireseptorin (a) -> depolarisaatio johtaa kalvopotentiaalin muutoksiin ja Ca²⁺-konsentraation kasvuun postsynaptisella puolella -> Ca sitoutuu calmoduliiniin -> signaali

Transmittereiden välittymiseen reseptoreissa vaikuttavat ionikanavat ja psykoaktiiviset kemikaalit

1. Curare
   - salpaa ACh-reseptorit -> poikkijuovaisen lihaksen lamautuminen
   - Eteleä-Amerikan intiaanien myrkkynuolissa (kasvista peräisin)
2. Unettomuus-, ahdistuneisuus-, depressio-, skitsofrenia-lääkkeet -> kemiallinen synapsi
   - sitoutuvat transmitterivälitteiseen ionikanavaan
3. Barbituraatit
   - rauhoittavat lääkkeet (valium, librium)
   - sitoutuvat GABA-reseptoriin
   - tehostavat GABAn inhibitorisia vaikutuksia
   - alhainen konsentraatio avaa Cl-kanavan

Ionikanavista muistettava ja pohdittava:

• Ionikanavat molekulaarinen perusta, joiden kautta neuronaalinen viestintä toimii
• Miten ryhmä ionikanvia toimii?
• Synapsi ja ionikanavat sähköisesti ekskitoituvissa soluissa

Takaisin alkusivulle!