Sinh lý học tế bào thần kinh

Mời các bạn cùng tham khảo nội dung tài liệu "Sinh lý học tế bào thần kinh" dưới đây để nắm bắt được những nội dung về cấu tạo của một neuron và chức năng của chúng, trình bày các loại khác nhau của tế bào đệm và chức năng của chúng, tính chất hóa học của myelin, tóm tắt những cách thức khác biệt mà các neuron có myelin hay không có myelin dẫn truyền xung động.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sinh lý học tế bào thần kinh SINH LÝ HỌC TẾ BÀO THẦN KINHMục tiêu- Trình bày cấu tạo của một neuron và chức năng của chúng.- Trình bày các loại khác nhau của TB đệm (TB gian TK) và chức năng của chúng.- Mô tả tính chất hóa học của myelin, tóm tắt những cách thức khác biệt mà các neuron cómyelin hay không có myelin dẫn truyền xung động.- Định nghĩa sự vận chuyển thuộc trục thuận chiều hay ngược chiều (orthograde andretrogade axonal transport), và các vận động phân tử liên quan đến mỗi hình thức đó.- Mô tả sự thay đổi của các kênh trong điện thế trương điện, điện thế động, và sự tái cực.- Liệt kê các loại sợi thần kinh được tìm thấy ở hệ TK của ĐV có vú.- Mô tả các chức năng của neurotrophins.Các thành phần trong TB TK trung ươngGiới thiệuHình 1: Các bào quan trong neuronHệ thần kinh trung ương của con người (CNS) chứa khoảng 1011 (100.000.000.000) neuron(TBTK). Các TBTK đệm gấp 10-50 lần số lượng này. CNS là một cơ quan phức tạp; ngườita tính toán được rằng trong sự hình thành của nó, có ít nhất 40% các gene của con người thamgia. Các neuron, là các khối xây dựng cơ bản của hệ thần kinh, đã tiến hóa từ các neuron hạch(cơ) nguyên thủy, phản ứng với các kích thích khác nhau bằng cách co lại. Trong các loài độngvật phức tạp hơn, sự co lại đã trở thành chức năng chuyên biệt của các tế bào cơ, trong khi điềuphối và truyền xung thần kinh đã trở thành các chức năng chuyên biệt của neuron. Chương nàymô tả các thành phần tế bào của CNS và khả năng kích thích của các neuron, liên quan đếnnguồn gốc của các tín hiệu điện cho phép neuron điều phối và truyền xung động (điện thế động,điện thế thụ thể, và điện thế xi-náp).Các yếu tố trong TB TK trung ươngTB đệm(TB gian TK)Sau rất nhiều năm nghiên cứu, các TBTK đệm (gliacyte) được xem như là mô liên kết thần kinhtrung ương. Thật ra, “glia” trong tiếng Hy Lạp là keo. Tuy nhiên, ngày nay các tế bào này đãđược công nhận vai trò thông tin liên lạc của chúng trong CNS khi hợp tác với các neuron.Không giống như các neuron, các TBTK đệm tiếp tục trải qua phân chia tế bào ở tuổi trưởngthành và khả năng sinh sản nhanh, đặc biệt đáng chú ý sau khi chấn thương não (ví dụ như mộtcơn đột quỵ).Có hai loại tế bào thần kinh đệm chính trong hệ thống thần kinh động vật có xương sống:microglia và macroglia. Microglia là những tế bào tiêu hóa tương tự như các đại thực bào, loạibỏ các mảnh vỡ do chấn thương, nhiễm trùng, và bệnh tật (ví dụ như đa xơ cứng, mất trí nhớ liênquan đến AIDS, bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer). Microglia phát sinh từ các đại thực bàonằm ở ngoài hệ thần kinh; theo sinh lý học và mô phôi thì không liên quan đến các loại tế bàothần kinh khác.Có ba loại macroglia: tế bào ít nhánh (oligodendrocyte), các tế bào Schwann, và astrocyte. Tếbào ít nhánh và các tế bào Schwann tham gia vào việc hình thành myelin quanh sợi trục thầnkinh trung ương và ngoại biên tương ứng. Astrocyte, được tìm thấy trong não, có hai phânnhóm. Astrocyte xơ, chứa nhiều sợi trung gian, được tìm thấy chủ yếu trong chất trắng. Astrocytenguyên sinh được tìm thấy trong chất xám và có tế bào chất dạng hạt. Cả hai loại này đều cónhánh đến các mạch máu tạo ra các mao mạch để tạo các mối nối chặt chẽ tạo thành vòng tuầnhoàn mạch máu não. Chúng cũng có các nhánh đến vỏ synapsesevà bề mặt của neuron. Astrocytenguyên sinh có một điện thế màng thay đổi theo nồng độ K+ bên ngoài nhưng không tạo ra điệnthế lan truyền. Chúng sản xuất các chất cung cấp cho neuron, và giúp duy trì nồng độ thích hợpcủa các ion, các chất dẫn truyền thần kinh bằng cách tăng K+ và các dẫn truyền thần kinh nhưglutamate và aminobutyrate (GABA).Hình 2: Các loại TBTK đệm chủ yếu trong hệ thần kinh.A) Các tế bào ít nhánh nhỏ với số lượng nhánh tương đối ít. Các TB này trong chất trắng cungcấp myelin, và trong chất xám thì nâng đỡ các neuron. B) Các tế bào Schwann cung cấp myelincho hệ thần kinh ngoại biên. Mỗi tế bào hình thành một phân đoạn của vỏ myelin dài khoảng 1mm; vỏ đảm đương hình dạng của nó như cái lưỡi bên trong của tế bào Schwann bao xung quanhtrục vài lần, gói trong các lớp đồng tâm. Khoảng cách giữa các phân đoạn của myelin là các eoRanvier. C) Astrocyte là những TBTK đệm phổ biến nhất trong thần kinh trung ương và đặctrưng bởi hình dạng ngôi sao. Chúng liên lạc với cả mao mạch và neuron, được cho là có chứcnăng dinh dưỡng. Chúng cũng tham gia vào việc hình thành vòng tuần hoàn mạch máu não.Bao myelinHình 3: Bao myelin ở hệ thần kinh ngoại biên có chứa tế bào Schawann. Không phải tất cả sợithần kinh đều được myelin hóa nhưng hầu hết sợi chủ ý đều được myelin hóa.Myelin ở hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên đều có các thành phần cấu tạolà protein và lipid; nhưng myelin hệ thần kinh ngoại biên có nhiều sphingomyelin và cácglycoprotein hơn. Có 3 loại protein quan trọng là MBP (myelin basic protein), PLP (proteolipidprotein) và MPZ (myelin protein zero).MBP là protein bào tương gắn vào màng tế bào, có cả ở hai hệ thần kinh. PLP là tetraspaninprotein chỉ có ở hệ thần kinh trung ương, có vai trò trong sự hình thành neuron và là thành phầncấu tạo myelin. Đột biến gene PLP và yếu tố phiên mã của nó (protein DM20) gây ra bệnhPelizaeus-Mebacher di truyền liên kết giới tính X thoái hóa myelin, bệnh nhân nam bị thiếu chấttrắng và tế bào ít nhánh. Biểu hiện chính của bệnh là bệnh nhân hay chớp mắt và chậm phát triểnvận động thần kinh.Protein chính của myelin ở hệ thần kinh ngoại biên là MPZ, có vai trò giống PLP ở hệ thần kinhtrung ương. Vùng ngoại bào của 2 MPZ tương tác với 2 MPZ ở màng phía đối diện. Cấu trúcđồng tetramer tạo sự kết dính chặt chẽ các màng, làm đặc myelin. Vùng nội bào của MPZ có vaitrò tạo tín hiệu điều hòa sự tạo myelin. Ở hệ thần kinh trung ương, các PLP màng tế bào tươngtác với nhau giúp ổn định cấu trúc.Điều cầu hết sức lưu ý là các protein tạo myelin là kháng nguyên quan trọng ở các bệnh tự miễnnhư bệnh đa xơ hóa có thoái h ...