Bài giảng Sinh lý Nơron - Lê Đình Tùng

ng não tiếp nhận 10,000 kết nối synap từ các nơron khác 
Rất nhiều (không phải tất cả) synap được hoạt hóa ở bất kỳ thời điểm nào 
Mỗi nơron chỉ tạo 1 tín hiệu ở đầu ra 
1 đầu vào không đủ để làm xuất hiện 1 tín hiệu ở đầu ra 
Nơron phải tích hợp một số lượng lớn synap đến và “quyết định” tạo ra một tín hiệu đầu ra hay không 
2.5.4. Hiện tượng cộng kích thích sau synap 
Cộng kích thích theo không gian 
Cộng kích thích theo thời gian 
Tổng đại số các kích thích 
Nguyên lý tích hợp synap 
Tích hợp synap ( S y n a ptic Inte g rati o n ) 
Là quá trình nhiều điện thế synap kết hợp lại với nhau ở nơron sau synap 
Phân tích lượng tử ( Qu a nt a l A n a l y sis ) của EPSPs 
Túi synap là đơn vị để định lượng trong dẫn truyền synap 
Quantum: là biên độ điện thế của E P SP do giải phóng chất TĐTK từ 1 túi synap 
Q uantal ana l y si s được áp dụng để tính số túi synap được giải phóng 
Điện thế mini (M i n i ature po s t s y napt i c potent i al) ( “ m i n i ”) là giá trị điện thế bình thường được tạo ra do giải phóng chất TĐTK ngẫu nhiên ( s pontaneo usl y) 
PRIN C IPL E S OF S YN A P T IC INT E GR A TION 
Cộng kích thích sau synap ( EPSP Summ a tion ) 
Cho phép nơron thực hiện các phép tính phức tạp . Điện thế kích thích sau synap ( E P S P ) được cộng dồn gây ra hiện tượng khử cực sau synap . 2 loai : 
Cộng kích thích theo không gian : EP S P được tạo ra đồng thời tại nhiều vị trí. 
Cộng kích thích theo thời gian : E P SP được tạo ra tại cùng một synap ở nhiều thời điểm. 
Cộng kích thích theo không gian 
Cộng kích thích theo thời gian 
Nguyên lý tích hợp synap 
Ức chế 
Hoạt động của synap đưa điện thế màng ra xa khỏi ngưỡng tạo điện thế hoạt động. 
IPSPs và nối thông ức chế 
So sánh synap kích thích và synap ức chế : chất truyền đạt thần kinh ức chế ( G A B A hoặc G l y ci ne), cho phép loại ion khác (C l - ) đi qua kênh 
Điện thế màng âm hơn mức – 65 mV 
= I P SP gây ưu phân cực. 
Nối thông ức chế ( Shu n t i ng Inh i b i t i on ) : DÒng điện ức chế đi trực tiếp từ thân nơron ( s oma ) đến đồi sợi trục ( axon h ill o c k ). 
PRIN C IPL E S OF S YN A P T IC 
INT E GR A TION 
T h e Ge o m e try o f E x cit a tory an d I nh i b it o ry S y nap s e s 
E x citat o ry s y n a ps e s (Glut a mat e ) us u a l ly h a ve Gra y ’ s 
C l ust e red on soma a n d n e ar a x on h i l l ock 
t y pe I m o rp h o l o g y 
In h i b it o ry s y nap s e s (GABA, Gl y ci n e ) ha ve Gra y ’ s t y p e II m o r pho l o g y 
G r a y’ s T y pe I : As y mm etri c a l , e x ci tatory 
G r a y’ s T y pe II : S y mm etri c a l , i nh i b i tory 
PRIN C IPL E S OF S YN A P T IC INT E GR A TION 
Mo d u l ati o n 
S y n a ptic tra n smiss i on th a t mo d ifi e s e f fectiv e n e ss of EPSPs g e n e rat e d by ot h er s y n a ps e s w ith tra n smitte r -g a ted i o n ch a n n e l s 
E x am p l e : Activ a ting NE β rec e pt o r 
2.5.5. Đặc điểm dẫn truyền qua synap 
 Điện thế hoạt động truyền từ nơron trước synap sang nơron sau synap 
 Dẫn truyền một chiều 
 Một nơron nhận > 1000 synap 
 Hoạt động sau synap là hoạt động tích hợp 
 Hiện tượng chậm synap & mỏi synap 
2.5.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến dẫn truyền qua synap 
2.6. Các chất truyền đạt thần kinh 
Chất TĐTK (Neurotransmitters)  là những hóa chất nội sinh dẫn truyền tín hiệu từ nơron qua synap đến TB đích . Hoặc, chất TĐTK là chất do nơron giải phóng vào synap gây tác dụng trên TB khác (nơron, TB đáp ứng), theo phương thức đặc biệt. 
Chất điều biến TK (neuromodulators): hóa chất do nơron giải phóng có rất ít hoặc không có tác dụng trực tiếp nhưng có thể làm biến đổi tác dụng của chất TĐTK. . 
Neurotransmitter Criteria 
Chất hóa học được gọi là TĐTK phải đáp ứng 4 tiêu chí: 
Do nơron tổng hợp. 
Có mặt ở tận cùng trước synap, lượng giải phóng đủ để tạo ra tác dụng có thể ghi nhận được ở sau synap hoặc Tb đáp ứng. 
Khi được sử dụng như thuốc có thể tạo ra tác dụng giống như dạng tự nhiên. 
Có cơ chế đặc hiệu để loại bỏ. 
Tiêu chí xác định cho chất TĐTK 
THE FATHER OF NEUROSCIENCE 
Otto L oewi (Nhà dược học người Đức) 
Phát hiện bản chất hóa học của chất TĐTK (Acetylcholine) qua synap 
Loewi nhận the Nobel Prize in Physiology (1936) 
Thực nghiệm: 
Phân loại chất TĐTK và điều biến TK dựa vào kích thước phân tử: 
 Chất TDDTK phân tử nhỏ: tạo thành ở cúc tận cùng; phân tử tiền thân được chuyển dạng bởi zyme thành chất TĐTK; các protein vân tải tập hợp chất TĐTK và đưa vào túi synap ở cúc tận cùng. 
Monoamines ( e g, Acetylcholine, Serotonin, Histamine), 
Catecholamines (Dopamine, Norepinephrine Epinephrine) 
Amino Acids ( e g, Glutamate, GABA , Glycine). 
 Chất TĐTK phân tử lớn: xuất hiện ở thân TB; tổng hợp tại lưới nội sinh chất có hạt; được bọc ở cơ quan golgi, vận chuyển dọc theo sợi trục đến cúc tận cùng. 
Các peptid thần kinh ( neuropeptides): chất P , enkephalin, vasopressin , 
Một số chất dẫn xuất purine giải phóng vào khe synap cũng được xem như chất TĐTK hoặc điều biến TK: Adenosine , Adenosine Triphosphate ( ATP ), và Nitric Oxide ( NO). 
107 
Catecholamine Synthesis 
Peptid thần kinh 
Trên 50 loại peptides có hoạt tính dược học 
Thực hiện chức năng quan trọng: 
Một số peptid liên quan cảm xúc 
Một ssó peptid liên quan đến tiếp nhận cảm giác đau và sảng khoái (pleasure) 
Chất P (Substance P) 
Endorphins/Enkephalins 
Một số khác liên quan đến stress 
Endorphins 
Họ peptid TK 
Grouped into families: 
Opioid 
Neurohypophyseal 
Tachykinins 
Secretins 
Insulins 
Somatostatins 
Gastrins 
Phân loại chất TĐTK dựa vào tác dụng 
Chất ức chế 
Chất kích thích 
Dale's Principle 
Dale cho rằng mỗi nơron chỉ giải phóng 1 và chỉ 1 chất TĐTK. 
Nguyên lý này nói chung chỉ đúng với chất TĐTK có bản chất amino acid và amine 
Tuy nhiên, chất TĐTK peptide thường kèm theo chất TĐTK có bản chất amino acid hoặc amine 
Đôi khi, nhiều peptides được giải phóng từ 1 nơron 
Phân loại nơ ron dựa vào hình thể 
4 loại 
Nơ ron không sợi trục 
Nơron đơn cực 
Nơron song cực 
Nơron đa cực 
Nơron không sợi trục 
Không có lớp myelin 
Không có sợi trục 
Nằm trong hệ TKTƯ, và 1 vài cơ quan đặc biệt 
Chưa rõ về cơ chế hoạt động. 
Nơ ron đơn cực 
Tên khác: nơron giả đơn cực 
Đuôi gai gửi tín hiệu trực tiếp vào sợi trục. 
Được bọc myelin 
Sợi trục và đuôi gai liên tục (liền nhau) 
Dài, có thể > 1 m 
Đầu TK cảm giác ở hệ TK ngoại vi. 
Nơ ron hai cực 
1 đuôi gai, 1 sợi trục 
Không được bọc myelin 
Hiếm gặp, tìm thấy ở cơ quan thính giác, thị giác, khứu giác 
Chiều dài <30 mm 
Nơ ron đa cực 
1 sợi trục, nhiều đuôi gai. 
Bọc myelin 
Có mặt ở hệ thống TKTƯ, hầu hết là nơ ron vận động. 
Phổ biến 
Phân loại Nơron về chức năng 
Nơ ron có thể được chia thành các nhóm dựa trên chức năng 
 Nơ ron cảm giác 
 Nơ ron vận động 
 Nơ ron liên hợp 
http:// www.youtube.com/watch?v=K9tS7vu-XGY 
Phân loại nơ ron (tiếp) 
Nơ ron cảm giác 
Nơ ron liên hợp 
Nơ ron vận động 
Anatomy of the Neuron 
Arrows indicate the direction of conduction of the action potential 
A motor neuron typically has a single axon 
The axon of the sensory neuron branches after it leaves the cell body 
Both branches are structurally and functionally axons 
The cell body is located in the dorsal root ganglion near the spinal cord 
Mất cảm giác (DESENSITIZATION) 
Tiếp xúc với chất gắn quá dài làm cho các receptor trở nên không đáp ứng . Không đáp ứng gồm 2 loại: 
Mất đáp ứng đồng loại (Homologous desensitization), mất đáp ứng chỉ với chất gắn đồng loại, giữ nguyên đáp ứng với các chất gắn khác. 
Mất đáp ứng khác loại (Heterologous desensitization), TB không đáp ứng, kể cả với chất gắn khác. 
Tái nhập (Reuptake) 
Từ khe synap nhập lại vào bào tương của nơron. 
Hệ thống tái nhập gồm hai nhóm protein vận chuyển: 
 Nhóm 1 gồm: các protein vận chuyển norepinephrine, dopamine, serotonin, GABA, và glycine, cũng như proline , taurine, và choline (acetylcholine precursor). Và có thể gồm: protein vận tải epinephrine. 
 Nhóm 2: gồm ít nhất 3 loại: 1 loại vận chuyển glutamate tái nhập vào nơron và 2 loại kia vận chuyển glutamate vào astrocytes . 
There are in addition two vesicular monoamine transporters , VMAT1 and VMAT2 , that transport neurotransmitters from the cytoplasm to synaptic vesicles. They are coded by different genes but have extensive homology: 
Both have a broad specificity , moving dopamine, norepinephrine, epinephrine, serotonin, and histamine from the cytoplasm into secretory granules. 
Both are inhibited by reserpine , which accounts for the marked monoamine depletion produced by this drug. 
Like the neurotransmitter membrane transporter family, they have 12 transmembrane domains, but they have little homology to the other transporters. 
There is also a vesicular GABA transporter (VGAT) that moves GABA a nd glycine into vesicles and a vesicular acetylcholine transporter . 
Monoamine được tổng hợp tại bào tương và các túi chế tiết  ( 1) Nồng độ chất TĐTK của túi được duy trì ổn định  ( 2) Thông qua 2 loại protein (trên màng túi) vận chuyển (vesicular monoamine transporters -VMAT ). Monoamine được bài tiết theo hình thức ngoại xuất bào các hạt bài tiết.  ( 3) , Gây ra tác dụng  ( 4) Trên receptor (Hình chữ Y và được ký hiệu là R ở hình vẽ bên). Rất nhiều Receptor nằm trên màng TB sau synap, một số ở màng trước synap, và một số nằm trên màng TB TK đệm (glia). Tái nhập chất TĐTK vào bào tương cấu trúc trước synap.  ( 5) Nhờ các protein vận tải (monoamine neurotransmitter transporter - NTT ) để tổng hợp monoamine tại các TB TK. 
Tái nhập đóng vai trò chính để kết thúc tác dụng của chất TĐTK. Khi hiện tượng tái nhập bị ức chế: tác dụng của chất TĐTK sẽ tăng lên và kéo dài. 
Một số thuốc chống trầm cảm (antidepressant drugs) có tác dụng do ức chế tái nhập chất TĐTK có bản chất amine. 
C ocaine ức chế tái nhập dopamine. 
 Thiếu máu, thiếu oxy TBTK bị mất nhiều là do tái nhập glutamate bị ức chế. Glutamate là chất có thể gây ngộ độc kích thích (excitotoxin) làm chết TB do TB bị kích thích quá mức. 
Ứng dụng