Uvod

Živčevje je urejeno iz nevronov in glia celic. Te celice se lahko vzburijo sprostijo nevrotransmiter in sledi odziv po vezavi na receptor. Fiziološki odgovor je sprememba električnih lastnosti in sprememba v metabolimu kalcija.
Po kakšnem principu delujejo nevronske mreže
Gre za prenos vzburjenja. Določeni procesi lahko vplivajo na prenos vzburjenja iz enega nevrona do drugega. Pravimo, da ima nek nevron facilitatorni ali inhibitorni vpliv. Facilitatorni vpliv je tak, da omogoča prenos enakega akcijskega potenciala (AP), medtem, ko pa inhibitorni vpliv ne dovoljuje prenosa AP. Facilitacija ali inhibicija sta lahko presinaptična ali postsinaptična in vplivajo na transmembranski potencial; važna je aktivnost Ca.

V primeru, da zapičimo elektrodo lahko izmerimo električni potencial (-65 do -55 mV).
Transmembranski potencial (TMP) je posledica fizikalno/kemijskih procesov:
- razlika v koncentraciji ionov
- v mirovanju blizu mirovnemu potencialu za kalij
- ravnovesje

Če se nekaj približa pragu praženja AP, se sproži AP. Vpliv, da se TMP približa pragu AP so facilitatorni, tisti, ki zmanjšajo možnost so inhibicijski.

Vplive ločimo glede na amplitudo in pomembno je, da imajo ti vplivi časovno karakteristiko. Ločimo:
- kratkotrajni vplivi (delujejo v ms)
- dolgotrajni vplivi (delujejo ure)



Kratkoročni mehanizmi

Kemični facilitatorni prenašalci

ACETILHOLIN (Ach)

Mnoga živčna vlakna, kadar so vzdražena izločajo acetilholin. Po sprostitvi iz presinaptične membrane se veže na nikotinske receptorje (nevromuskularna sinapsa) ali pa na muskarinske receptorje. Ti se nahajajo v vseh preganglijskih nevronih, tako simpatičnega kot parasimpatičnega sistema, na postganglijskih nevronih simpatičnega sistema. Odprejo se kanalčki (pore 0,6 do 0,7 nm, ki so dovolj velike, da prehaja natrij), nastane EPSP (15 mV, 10 ms) in pride do depolarizacije, zaradi prevajanja K in Ca ionov.


2. GLUTAMAT
Je mediator v CŽS in se veže na receptorje, ki je združen z ionskim kanalčkom, prevodnim za katione. Po učinku in trajanju je podoben Ach. Je najbolj pogost prenašalec v CŽS. Poznanih je največ patologij v povezavi z njim.


KEMIČNI PRENAŠALCI


1. KAINAT, QUISKALAT

2. NMDA
NMDA je agonist ekstenzije. Prevaja Ca. Pri možganskem inzultu pride do ishemije, sledi depolarizacija in povečan prenos Ca. Poveča se sekrecija glutamata, ki ji sledi vezava na postsinaptično membrano in poveča se aktivacija Ca kanalčkov. Ta snov se ne razgradi.


KEMIČNI INHIBITORNI PRENAŠALCI


1. GABA IN GLICIN
Sta prenašalca v hrbtenjači in CŽS. Oba se vežeta na receptorje in ta kanalček prenaša Cl-. Po vezavi GABA se pojavi IPSP, ki kratkotrajno zmanjša membranski potencial. To so hitri prenašalci, lahko pa povzročijo dolgotrajne učinke.

a) časovna sumacija: nek nevron A vpliva na nevron B, da se sproži periodično ali pa, da se poveča frekvenca, zato se poveča prag; učinki na postsinaptični membrani se seštevajo.

b) prostorska sumacija: pri tem procesu ima B struktura veliko enakih končičev. Vse jih angažiramo in vsak končič prispeva k svoji modulaciji.




Dolgoročni mehanizmi


Pri tej varianti je receptor odklopljen od ionskega kanalčka, ki je generator električne aktivnosti. Modulator se veže na receptor, aktivira kemični pot, ki vpliva na stanje v celici (fosforilacija, defosforilacija). Ker je veliko stopenj v tem procesu, so ti procesi dolgoročni.


SEROTONIN
Vpliva preko cAMP na K kanalček in sicer tako, da kadar so fosforilirani se zaprejo. Serotonin je inhibitorni mediator v CŽS. Membranski potencial se odmakne od mirovnega k potencialu za K, ki je -90 mV. Če zapremo K prehod se membrana depolarizira in dobimo EPSP, če odpremo prehod pa se membrana hiperpolarizira in dobimo IPSP. Tako spremembo depolarizacije olajša, da se membranski potencial odmakne proti potencialu za drugi ion.


DOPAMIN
Deluje v hipotalamusu obratno kot serotonin in sicer tako da povečuje prevodnost za K. Povzroči hiperpolarizacijo membrane, ki traja ure.




Poznamo tudi retrogradni prenos informacij. V primeru, da se neka sinapsa pogosto uporablja, se prenos preko nje olajša. Če imamo nevron A, ki ga dražimo en čas, se ojača prenos informacije preko tega nevrona. Prenašalec pri samoojačitvenem prenosu je glutamat. Na kratko povedano, bolj kot neko sinapso uporabljamo, bolj se ojača prenos.




Stanje nekega nevrona je odraz električnih prilivov, ki so sklopljeni z metaboličnimi procesi. sprememba transmembranskega potenciala je gonilna sila za vstop Ca.



TIPI MODULACIJ


Presinaptična modulacija
Uravnavanje: LTP = LONG TERM POTENTIATION
LTD = LONG TERM DEPRESSION

Ponekod se sposobnost presinaptične sinapse prilagaja temu, kako jo uporabljamo. Bolj jo uporabljamo, lažji je prenos.

Tak primer presinaptične modulacije je glutamatni receptor. S svojim učinki naj bi ti receptorji vplivali tudi nazaj na presinaptično membrano in bi se na ta način povečalo izločanje nevrotransmiterja. Snovi, ki naj bi posredovale ta učinek na presinaptično membrano so: NO ali metaboliti MK.



Postsinaptična modulacija

a) kratkotrajni modulacijski vplivi:
- ekscitacija ACH, spremembe v prevodnosti Na, K in Ca; nastane EPSP in depolarizacija povzroči odprtje kanala. V CŽS je namesto ACH prenašalec GLUTAMAT.
- inhibicija GABA in GLICIN; aktivacija kanalčkov in poveča se prevodnost za Cl in K; inhibicija temelji na hiperpolarizaciji in povečani prevodnosti membrane

b) dolgoročni modulacijski vplivi:
- ekscitacijski gre za proces fosforilacije; med receptorjem in efektorjem je vmesna verižna reakcija; regulira se prevodnost za K; NORADRENALIN in HISTAMIN
- inhibitorni, tudi tu je povečana prevodnost za K; GABA in DOPAMIN