SINH LÝ NƠRON

SINH LÝ NƠRON

1.       Đặc điểm dẫn truyền xung động trên sợi trục

-       Quy luật: một khi đã tạo ra tại một điểm bất kỳ trên màng nơron, điện thế hoạt động sẽ kích thích các điểm lân cận và làm cho nó được lan truyền ra toàn bộ màng. Đây là quy luật “tất cả hoặc không” được áp dụng cho mọi mô có tính hưng phấn.

-       Đặc điểm:

s  Xung động chỉ được dẫn truyền trên nơron nguyên vẹn về mặt chức năng.

s  Trên sợi trục, xung động được dẫn truyền theo cả 2 hướng:

o  Hướng thuận: hướng đi tới các nhánh tận cùng của sợi trục

o  Hướng nghịch: hướng đi tới các đuôi gai của chính nơron ấy.

s  Cường độ kích thích càng lớn thì tần số xung động xuất hiện trên sợi trục càng cao chứ không phải là biên độ xung động tăng. Do đó mặc dù nơron hưng phấn theo định luật “tất cả hoặc không” nhưng hệ TK vẫn nhận biết được kích thích là mạnh hay yếu.

s  Trong một bó sợi trục, xung động chỉ được dẫn truyền theo chiều dọc của sợi trục có xung động, không lan tỏa ra các sợi lân cận. Do đó, thông tin TK được truyền chính xác tới nơi cần đến.

s  Tốc độ dẫn truyền tỷ lệ thuận với đường kính sợi trục.

s  Ở sợi không myelin:

o  Xung động được dẫn truyền từ điểm hưng phấn sang hai điểm liền kề ở 2 bên và cứ thế dọc theo chiều dài của sợi trục.

¸     Tính thấm của ion natri tại điểm bị kích thích tăng lên đột ngột.

¸     Tại điểm bị kích thích (có khử cực), dòng điện từ màng hướng vào trong, còn ở nơi không bị khử cực thì dòng điện hướng ra ngoài.

¸     Khi đi qua nơi màng chưa bị khử cực, dòng điện làm tính thấm với natri tại chỗ ấy tăng, ion natri ồ ạt đi vào và làm khử cực tại nơi ấy.

¸     Các dòng điện tại các điểm mới bị khử cực lại gây ra các dòng điện tại chỗ lan sang các điểm lân cận.

Như vậy, xung động được truyền theo cả 2 hướng.

o  Tốc độ dẫn truyền trên sợi không myelin tỷ lệ với căn bậc 2 của đường kính sợi (khoảng 0,5m/ s ở những sợi có đường kính rất nhỏ), chậm hơn tốc độ dẫn truyền trên sợi có myelin.

s  Ở sợi có myelin

o  Màng TB Schwann chứa chất sphingomyelin bao quanh sợi trục làm nhiều lớp.

o  Sphingomyelin có tính cách điện tốt, ngăn cản sự khuếch tán của các ion.

o  Các TB Schwann dài chừng 1mm và không liên tục, giữa các TB Schwann có khoảng trống không có chất myelin được gọi là eo Ranvier.

o  Tại eo Ranvier, tính thấm của màng đối với ion cao hơn màng của một số sợi không myelin tới 500 lần.

o  Điện thế hoạt động được truyền nhảy cách từ eo Ranvier này sang eo Ranvier kết tiếp dọc theo chiều dài sợi trục.

o  Dẫn truyền theo lối nhảy cách có 2 ưu điểm:

¸     Tốc độ dẫn truyền nhanh hơn rất nhiều so với sợi không myelin cùng kích thước. Tốc độ dẫn truyền trên sợi có myelin tỷ lệ thuận với đường kính của sợi, có thể đạt 130m/ s ở các sợi có đường kính lớn.

¸     Tiết kiệm được nhiều năng lượng cho nơron vì sự khử cực đòi hỏi năng lượng chỉ xảy ra ở các eo Ranvier, lượng ion qua lại màng ít hơn so với dẫn truyền liên tiếp đến hàng trăm lần nên ít tốn năng lượng để tái vận chuyển ion qua màng.

2.       Cơ chế dẫn truyền qua synap, nguyên nhân giải phóng và tác dụng của chất truyền đạt thần kinh.

a.  Nguyên nhân, cơ chế dẫn truyền qua synap

-       Sự dẫn truyền ở tuyệt đại đa số synap trong hệ TKTW là thông qua các chất truyền đạt TK.

-       Các chất truyền đạt được tổng hợp ở các tận cùng TK, được chứa trong các bọc nhỏ ở cúc tận cùng và được giải phóng vào khe synap bởi cơ chế xuất bào khi điện thế hoạt động lan tới cúc tận cùng.

-       Chất truyền đạt khuếch tán trong khe synap và tới gắn vào các rec đặc hiệu ở màng sau synap. Màng sau synap có các rec kích thích và rec ức chế.

-       Cơ chế dẫn truyền

s  Màng cúc tận cùng có nhiều kênh calci đóng mở theo điện thế.

s  Điện thế hoạt động đi tới cúc tận cùng làm mở các kênh calci ở màng cúc tận cùng, ion calci đi vào trong TB.

s  Nồng độ ion calci trong TB cao làm các bọc nhỏ gắn vào các vị trí gắn và hòa màng với màng trước synap, chất truyền đạt chứa trong bọc được giải phóng vào khe synap.

s  Chất truyền đạt khuếch tán trong khe synap và tới gắn vào các rec tương ứng gây hiệu ứng ở màng sau synap.

s  Lượng ion calci vào TB càng nhiều thì lượng chất truyền đạt được giải phóng càng lớn.

b.  Tác dụng của chất truyền đạt TK

Màng của nơron sau synap có chứa các rec là các pr cảm thụ. Các pr này có 2 phần:

-       Phần gắn với chất truyền đạt là phần thò ra ngoài màng phía khe synap

-       Phần pr vào bên trong nơron, có 2 loại:

s  Một là kênh được hoạt hóa hóa học

s  Hai là một enzym làm thay đổi chuyển hóa TB.

-       Các kênh được hoạt hóa khi rec gắn với chất truyền đạt

s  Có 3 loại kênh:

o  Kênh natri cho natri đi vào TB

o  Kênh kali cho kali đi ra ngoài TB

o  Kênh clo cho ion clo đi vào TB.

s  Kênh natri mở gây khử cực và hưng phấn ở nơron, chất truyền đạt làm mở kênh natri được gọi là chất truyền đạt kích thích.

s  Kênh kali và kênh clo mở làm lượng kali đi ra ngoài tăng và lượng clo đi vào trong tăng, gây ưu phân cực ở màng (mặt trong âm hơn nữa so với mặt ngoài) nên nơron sau bị ức chế.

s  Các chất gây kích thích (VD: Ach, glutamat, noradr…) là các chất khi gắn vào rec đặc hiệu ở màng sau synap làm mở kênh natri. Các kênh này mở ra làm các ion natri vào TB, gây khử cực ở màng sau synap và tạo ra điện thế hoạt động sau synap.

s  Các chất gây ức chế (VD: glycin, GABA…) là các chất khi gắn vào rec đặc hiệu làm đóng các kênh natri , hoặc làm mở kênh kali hoặc kênh clo nên gây ưu phân cực màng sau synap và tạo ra điện thế ức chế sau synap, làm cho nơron sau synap khó khử cực, đòi hỏi kích thích phải có cường độ mạnh hơn mới đủ để gây hưng phấn ở nơron này.

-       Các rec là enzym bị hoạt hóa gây ra các hiệu ứng khác nhau lên nơron sau synap.

s  Hiệu ứng thứ nhất: hoạt hóa bộ máy chuyển hóa của nơron, tạo ra nhiều AMPv và chất này xúc tác các phản ứng trong nơron.

s  Hiệu ứng thứ 2: hoạt hóa hệ gen làm tăng tổng hợp rec.

s  Hiệu ứng thứ 3: hoạt hóa các pr kinase trong TB làm giảm tổng hợp rec

Những thay đổi trên có thể làm thay đổi tính đáp ứng của nơron trong nhiều phút, nhiều giờ, thậm chí tới hàng năm.

s  Những chất truyền đạt gây ra các hiệu ứng trên còn được gọi là các chất điều hòa synap. Có lẽ các chất này có vai trò đối với trí nhớ.

-       Các xung động theo chiều nghịch về thân TB, tới các đuôi gai thì bị tắt, không kích thích được nơron khác vì ở đuôi gai không có chất trung gian truyền đạt TK.