Natrium -, Kalium-Og Kalsiumkanaler

Nerveimpulser består av en bølge av forbigående membrandepolarisering / re-polarisering som krysser nervecellen, og er betegnet som et handlingspotensial. Som Vi så I Kapittel 9, Natrium Og Kalium – Kanaler og Pumper, Alan Hodgkin og Andrew Huxley demonstrerte I 1952 at en mikroelektrode implantert i den gigantiske axon (den lange prosessen som kommer fra kroppen av en nervecelle) av blekksprut,3 kan registrere et slikt handlingspotensial (Hodgkin Og Huxley, 1952, Fig. 9.1). Ved eksitasjonstærskelen Begynner na + kanaler å åpne, etterfulgt av den etterfølgende åpningen Av K + kanaler. Når Na + – ioner kommer inn, forlater K + – ioner cellen. Resultatet er at i den første ~0.5 ms øker membranpotensialet fra hvilepotensialet på rundt -60 mV til ca +30 mV. Na + – kanalene blir nå ildfaste, og Ikke Mer Na+ kommer inn i cellen, Mens K+ fortsetter å forlate cellen, noe som forårsaker en rask repolarisering, noe som gjør at membranpotensialet kan overskride hvilepotensialet (hyperpolarisering) før det gjenopprettes til sin opprinnelige verdi. De spenningsstyrte Na + – og k + – ionekanalene over aksonemembranene skaper handlingspotensialene (i hovedsak elektrokjemiske gradienter) som tillater informasjonsoverføring og også regulerer cellulær funksjon.Pattedyr nevroner uttrykke et stort repertoar av spenningsavhengige ionekanaler( VDICs), som viser en rikdom av avfyring atferd over et bredt spekter av stimuli og avfyring frekvenser, og dermed sikre iboende elektriske egenskaper, og rask behandling og overføring av synaptiske signaler i pattedyr nevroner. De Fleste Vdicene er selektive For Na+, K+ og Ca2 + ioner, og de befinner seg på bestemte steder i nevroncellekroppen, dendriter og axoner. Den selektive plasseringen av spesifikke vdic-typer på presise steder i pattedyrneuroner, og deres dynamiske regulering gjennom lokale signalveier, muliggjør kompleksiteten til nevronfunksjonen som ligger til grunn for hjernens funksjon.

Pattedyr kalium VDICs (Kv kanaler) består av tetramer samlinger av seks transmembrane α underenheter, hver forbundet med en ekstra β underenheter. Det menneskelige genomet inneholder totalt 40 gener som koder for kalium Kv-kanal α underenheter. Noen av disse genene genererer meldinger som er gjenstand for alternativ spleising. I pattedyrhjernen er uttrykket for mange Av Disse kv-kanal α-underenhetene begrenset til nevroner, selv om glialceller kan uttrykke en delmengde av nevronrepertoaret. Kv-kanaler har blant de mest varierte mønstrene av subcellulær segregering. Kv1 kanaler er overveiende lokalisert i axoner. Kv1-kanaler finnes hovedsakelig på aksoner og nerveterminaler, Kv2-kanaler på cellelegemer og dendritter, Kv3-kanaler i dendrittiske eller aksonale domener, avhengig av underenhet og celletype og Kv4-kanaler er konsentrert i cellelegemets dendrittiske membraner.

Som vi så I Kapittel 9, Består Natrium – Og Kaliumkanaler og Pumper, natriumkanaler (Nav-kanaler) av en poreformende α underenhet, som er tilstrekkelig for funksjonell uttrykk, knyttet til hjelpeformede underenheter som endrer både kinetikken og spenningsavhengigheten av kanalreguleringen av kanalen. Ni pattedyrs nav rende isoformer er kjent, hvorav Nav1. 1 Og Nav1.3 er overveiende lokalisert i nevrale cellekropper og proksimale dendriter, hvor de kontrollerer nevronal excitabilitet som setter terskelen for aksjonspotensial initiering og forplantning til dendritiske og aksonale rom. Nav1.2 uttrykkes hovedsakelig i umyelinerte aksoner, hvor det utfører handlingspotensialer. Nav1. 6 er fremtredende funnet ved noder Av Ranvier, hvor den forplanter handlingspotensialer, og ved axon innledende segmenter, hvor handlingspotensialer initierer. Modulering Av nav1 strømmer er utvilsomt viktig in vivo, og mutasjoner som subtilt endre Nav1 kanal funksjon kan føre til menneskelige sykdommer av hyperexcitability som epilepsi.Kalsiumkanaler (Cav-kanaler) medierer kalsiumtilstrømning i nevronceller som respons på membrandepolarisering, medierer et bredt spekter av intracellulære prosesser som aktivering av kalsiumavhengige enzymer, gentranskripsjon og nevrotransmittereksocytose/sekresjon. Deres aktivitet er et viktig krav for kobling av elektriske signaler i den neuronale plasmamembranen til fysiologiske hendelser i cellene. Biokjemisk karakterisering av innfødte hjernekav-kanaler viste at i tillegg til den store hovedenheten α 1, er det også mange hjelpeenheter. Den α 1-underenheten er den største og viktigste underenheten, som inneholder ionledningsporen, membranspenningssensoren og gateapparatet. Det er identifisert og karakterisert en rekke forskjellige α 1-underenheter i pattedyrs nervesystem, hver med spesifikke fysiologiske funksjoner og elektrofysiologiske og farmakologiske egenskaper.