Misicni efektori-biofizika

5/7/2018 Misicni efektori-biofizika - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/misicni-efektori-biofizika 1/16

Misicni efektori

35. Prostorna organizacija kontraktilnog supstrata misicnog vlakna (miofibrili i miofilamenti).

Kontraktilni proteini strukturna i funkcionalna organizacija.

Skeletni misici cine 40% telesne mase i glavni su potrosaci energije. Predstavljaju efektore

somatskom nervnom sistemu i izvrsavaju naredbe koje do motornih neurona stizu iz razlicitih delova

CNS-a. Skeletni misici su gradjeni od snopova celija obavijenih vezivnim opnama, koje daju cvrstinu i

elasticnost. Najveci deo unutrasnjosi skeletne misicne celije cine parakristalno uredjeni proteinski

filamenti grupisani u miofibrile.

Pojedinacne misicne celije (misicna vlakna) su obavijeni opnom u fascikule (snopove) prvog reda.

Ta opna oznacena je kao endomizijum. Snopovi prvog reda su obavijeni opnom, oznacenom kaoperimizijum, u fascikule drugog reda, a one opnom epimizijum u fascikule treceg reda tj. misic.

Svaka misicna celija sadrzi nekoliko hiljada miofibrila, ciji specifican raspored, odnosno razlike uindeksu prelamanja svetlosti razlicitih delova misicnog vlakna, uzrokuje poprecno-prugast izgled

skeletnih misica.



Zone koje se, pod svetlosnim mikroskopom, vide kao tamnije oznacene su kao anizotropne zone

(A), a svetlije zone kao izotropne (I). U sredistu svake I zone nalazi se linija sa najvecim indeksom

prelamanja svetlosti Z linija ili disk. Prostor ogranicen sa dve susedne Z linije predstavlja sarkomeru

(najmanja jedinica misicnog vlakna sposobna za samostalnu kontrakciju). Sarkomera ukljucuje jednu

A zonu i po dve polovine I zone. Od Z linije polaze aktinski filamenti koji cine svetle zone, dok se u

tamnoj zoni nalaze miozinski filamenti. U sredistu svake A zone je svetlija ili H zona, u cijem su

sredistu miozinski filamenti povezani tankim filamentoznim proteinima, koji cine M liniju.

Osnovna svojstva skeletnih misicnih celija su:

-ekscitabilnost sposobnost generisanja i sprovodjenja AP

- kontraktilnost i

- elasticnost

Kontraktilnost je omogucena prisustvom kontraktilnog aparata. Njega cine naizmenicno

postavljeni i delimicno preklopljeni proteinski filamenti aktina i miozina.

Miozinski (debeli) filamenti: osnovna jedinica gradje miozinskog filamenta je molekul miozina, pri

cemu u sastav svakog miozinskog filamenta ulazi 200 i vise molekula miozina. Svaki molekul miozina

je izgradjen od para teskih i 2 para lakih lanaca. Dva teska polipeptidna lanca se uvijaju u heliks, pri

cemu je svaki na kraju uvijen u globulu dajuci tako dve glave na jednom kraju. Te glave su okruzene

sa 4 laka lanca (dva po glavi). Sredisnji deo filamenta cine isprepletani repovi.

Proteolitickom degradacijom molekul miozina se deli na dva dela:

-laka meromiozinska frakcija (LMM) koju cine izduzeni repovi miozinskih molekula

-teska meromiozinska frakcija (HMM) ciji je ostatak izduzenog repa i glave



Proteolitickom degradacijom teske meromiozinske frakcije dobijaju se dve subfrakcije,

oznacene kao S1 i S2. S1 subfrakcija sadrzi glave, a S2 subfrakcija sadrzi izduzen stapic. S1 je

odgovorna za enzimsku i hemijsku aktivnost koje dovode do kontrakcije. Ovaj region sadrzi ATP

vezujuce mesto, koje kontraktilni aparat snabdeva potrebnom E za kontrakciju, kao i aktin

vezujuce mesto, preko kog miozinski filamenti ostvaruju kontakt sa aktinom. S2 ima ulogu

pokretne, fleksibilne zone izmedju glave i repa.

molekul miozina

A

ktinski (tanki) filamenti: pricvrsceni su za Z membranu od koje se pruzaju ka sredinisarkomere. Sastavljeni su od 3 komponente:

1. F aktin osnovu aktinskog filamenta cini globularni protein Gaktin (42 kDa) koji u prisustvu

ATP-a polimerizuje u koncast molekul F aktina. Po dva molekula F aktina se uvijaju jedan

oko drugog u formu heliksa sto cini osnovu aktinskog filamenta. Za svaki G aktin je prikacen

po jedan molekul ADP-a i to je aktivno mesto vezivanja miozinskih glavica za aktin.

U sastav svakog aktinskog filamenta ulaze i po dva regulatorna proteina:

2. Troponin proteinski kompleks koji se nalazi na kraju svakog tropomiozina. Sastoji se od tri

povezane komponente (subjedinice):

- Troponin C (Tn-C) kalcijum vezujuca subjedinica. Poseduje mesta za vezivanje

kalcijuma prilikom misicne kontrakcije, kada koncentracija kalcijumovih jona poraste u

sarkoplazmi.

- Troponin I (Tn-I) inhibitorna subjedinica. Omogucava cvrsto pripajanje uz aktin i

smatra se da je preko celog kompleksa troponina tropomiozin pricvrscen za aktin, ova

subjedinica inhibira reakciju aktin-miozin.

- Troponin T (Tn-T) tropomiozin vezujuca subjedinica. Vezuje troponinske

komponente sa tropomiozinom.

3. Tropomiozin filamentozni (koncast) protein koji se pruza u zljebu duz zavojnice F aktina.

U relaksiranom misicu pokriva aktinske globule. Grade ga dva polipeptidna lanca uvijena u

heliks. Spiralno je uvijen oko F aktina i formira nit koja naleze na F aktin i maskira njegova

aktivna mesta. Smatra se da svaki pokriva 7 aktivnih mesta.

kok



Kontraktilni proteini

Miozinski filamenti miozin, miomerin, m filamenti, tinin, protein C...

Aktinski filamenti aktin, alfa aktin, Z filamenti, beta aktin, dezmin, nebulin...

alfa aktin asociran sa Z linijom, potpomaze pricvrscivanje aktinskog filamenta

tinin pruza se od Z linije ka centru, sprecava preterano sirenje sarkomere

nebulin pruza se duz aktinskih filamenata i kontrolise njihovu duzinu pri kontrakciji

distrofin citoskeletni protein koji se nalazi sa unutrasnje strane membrane, a u kontaktu,

preko membrane proteina integrina sa malamininom koji sje sa sp. strane...

36. Struktura i funkcionalna organizacija tropomiozina i troponina uloga u akto-miozinskoj

interakciji.

Najveci deo unutrasnjosi skeletne misicne celije cine parakristalno uredjeni proteinski filamenti

grupisani u miofibrile. Kontraktilnost je omogucena prisustvom kontraktilnog aparata. Njega cinenaizmenicno postavljeni i delimicno preklopljeni proteinski filamenti aktina i miozina.

Aktinski (tanki) filamenti: pricvrsceni su za Z membranu od koje se pruzaju ka sredini sarkomere.

Sastavljeni su od 3 komponente: F aktina i dva regulatorna proteina tropomiozina i troponina.

Tropomiozin filamentozni (koncast) protein koji se pruza u zljebu duz zavojnice F aktina. U

relaksiranom misicu pokriva aktinske globule. Grade ga dva polipeptidna lanca uvijena u heliks.

Spiralno je uvijen oko F aktina i formira nit koja naleze na F aktin i maskira njegova aktivna mesta.

Smatra se da svaki pokriva 7 aktivnih mesta.

Troponin proteinski kompleks koji se nalazi na kraju svakog tropomiozina. Sastoji se od tri povezane

komponente (subjedinice):

- Troponin C (Tn-C) kalcijum vezujuca subjedinica. Poseduje mesta za vezivanje

kalcijuma prilikom misicne kontrakcije, kada koncentracija kalcijumovih jona poraste u

sarkoplazmi.

- Troponin I (Tn-I) inhibitorna subjedinica. Omogucava cvrsto pripajanje uz aktin i

smatra se da je preko celog kompleksa troponina tropomiozin pricvrscen za aktin, ova

subjedinica inhibira reakciju aktin-miozin.

- Troponin T (Tn-T) tropomiozin vezujuca subjedinica. Vezuje troponinske

komponente sa tropomiozinom.



Kada misic miruje, troponin I je cvrsto vezan za aktin, a tropomiozin pokriva mesta vezivanja

miozinskih glavica za aktin. Depolarizacija membrane misicne celije dovodi do otvaranja voltazno

zavisnih kanala za kalcijum u membranama sarkoplazmaticnog retikuluma. Oslobodjen AP-om,

kalcijum difunduje u sarkoplazmu i dospeva do miofibrila , gde se vezuje za troponin C na aktinskim

filamentima. Smatra se da se, prilikom kontrakcije, za troponin C vezuju 4 jona kalcijuma. Vezivanje

kalcijuma za troponin C dovodi do povlacenja kompleksa troponin-tropomiozin dublje u heliks aktina,

otkrivajuci aktivna mesta. (verovatno vezivanjem kalcijuma za Tn-C slabi veza izmedju Tn-I i aktina,

sto omogucava tropomiozinu da se pomeri u stranu i otkrije vezna mesta za miozin). Tada se glave

miozina vezuju za aktivna mesta, pomocu zgloba prave zaveslaj, pomeraju aktin, a zatim se odvajaju

od aktivnom mesta i vracaju u prvobitnu poziciju.

37. Izometrijska kontrakcija. Objasnjenje naponsko-duzinskog dijagrama.



- kontraktilnost i

- elasticnost

Primarna uloga misica je aktivno generisanje sile, odnosno misicnog tonusa ili napona (pri

stimulaciji aktin klizi po miozinu pri cemu se javlja sila koja skracuje misic). Da li ce se misic skratiti ili

ne, zavisi od velicine tereta kojim je misic opterecen. Kada je napon dovoljo velik da nadvlada teret,

misic ce se skratiti, u protivnom ce se razviti samo tenzija. Misicni tonus ima dve komponente:

- pasivan tonus posledica elasticnih svojstava samog misica

- aktivan tonus razvija se kontrakcijom



Velicina aktivnog i pasivnog tonusa zavise od duzine misica. Duzina misica in situ (pricvrscenog

preko ligamenata za kost) je duzina mirovanja. Duzina izolovanog misica sa presecenim tetivama je

ravnotezna duzina, i ona je obicno nesto manja od duzine mirovanja. U odnosu na ravnoteznu

duzinu, misic se moze, pod dejstvom neke spoljasnje sile, izduziti i do tri puta pri cemu se razvija

pasivan tonus, cija je velicina direktno proporcionalna duzini misica. Ako se pri razlicitim pocetnim

izduzenjima misic stimulise i kontrahuje u njemu se razvija aktivan tonus.

Kriva aktivnog tonusa je zonasta i takodje zavisi od duzine misica. Najveci aktivni tonus se

generise u zoni ravnotezne duzine misica. Kriva pasivne tenzije meri tenziju na svakoj duzini, kada

misic nije stimulisan. Ukupni misicni tonus je jednak zbiru aktivnog i pasivnog.

Naponsko-duzinski dijagram se dobija tako sto se na ordinatu nanesu vrednosti stvorenog napona u

%, a na apscisu vrednosti duzine sarkomete tokom kontrakcije (u mikrometrima). Kada je aktinski

filament povucen izvan miozinskih filamenata, tj kad nema preklapanja, napon koji razvija aktiviran

misic jednak je nuli. Nakon toga aktinski filament preklapa sve poprecne mostove miozinskog

filamenta, ali jos uvek ne dostize centar miozinskog filamenta. Daljim skracivanjem sarkomeraodrzava svoj pun napon, do momenta kada krajevi dva aktinska filamenta pocinju da se preklapaju.

Snaga kontakcije opada, nakon sto dva Z diska sarkomere dodirnu krajeve miozinskih filamenata. Ako

se kontrakcija nastavi, miozinski filamenti se bukvalno nabijaju u Z diskove i kontrakcija opada.

Odnos duzina-napetost u skeletnom misicu se objasnjava mehanizmom klizenja filamenata u misicnoj

kontrakciji. Kada se misicno vlakno izometrijski kontrahuje, napetost koja se razvija je srazmerna

broju poprecnih veza aktina i miozina. Maksimalna kontrakcija se pojavljuje kada se aktinski filamenti

i poprecni mostovi miozinskih filamenata maksimalno preklapaju. Sto je veci broj poprecnih mostova,

veca je i snaga kontrakcije.

Ako se posmatra ceo misic, zapaza se da kada je misic u svojoj normalnoj duzini mirovanja,

kontrahuje maksimalnom silom kontrakcije. Ako se misic istegne na duzinu vecu od normalne duzine,

neposredno pre kontrakcije razvija se napon mirovanja, koji potice od elasticnih sila vezivnog tkiva,

sarkoleme, krvnih sudova...



Prilikom kontrakci je misica, duzina i tonus mogu da se men ja ju na razlicite nacine Ako tonus raste, a

duzina se ne men ja kontrakci ja je i¡

o¢ £

t¤ ijs

¥

¦ . (posto je jos i izotonicna i ekscentricna) To je

kontrakci ja kod ko je dolazi do povecan ja tonusa pri konstantno j duzini misica.Misic razvi ja tenzi ju, ali

se ne skra juce, t j. misic ne vrsi rad! Kod ovog tipa kontrakci je, maksimalno razvi jeni tonus jednak je

sili ko ja se opire skracen ju misica. U eksperimentalnim uslovima je moguce registrovati izometri jsku

kontrakci ju ako se vrsi elektricna stimulaci ja misica ci ja su oba krra ja fiksirana, tako da misic ne moze

da men ja svo ju duzinu. Za meren je je potreban izometri jski pretvarac, ko ji misicni tonus pretvara u

drugi oblik energi je npr elektricnu energi ju. Izometri jska kontrakci ja zavisi samo od sile misicne

kontrakci je, zato se i koristi za ob jasn javan je funkcionisan ja kontrakci je. Ona je proporcionalna

stepenu preklapan ja filamenata.

U odnosu na bro j impulsa ko ji su proizveli kontrakci ju, razliku ju se prosta i slozena kontrakci ja.

§ ¤ ost

¦ misicna kontakci ja t

¤

¡

¦ j javl ja se kao odgovor na jedan stimulus. Faze trza ja su latentni

period, kontrakciona faza, relaksaci ja i oporavak. Tra jan je ovih faza zavisi od tipa misica i

temperature. Ukoliko se misic ponovo stimulise tokom faze relaksaci je, t j pre nego sto se tonus vrati

na pocetno stan je nivo, tonus ko ji se razvi ja tokom sledeceg trza ja bice veci nego kod prvog. Ova j

f enomen je oznacen kao¢ £

h¦

ni ̈

¥

¦ su

¢ ¦ ̈ ij

¦ .

©

lo¡

£ n

¦ misicna kontrakci ja t

£ t

¦ nus nasta je kao rezultat frekventne stimulaci je i sumiran ja

kontrakci je. Efikasni ji je od proste jer razvi ja vecu snagu, a to je posledica akumulaci je jona kalci juma

u sarkoplazmu. Tetanus moze biti potpun i nepotpun. Frekventnom stimulaci jom tonus misica raste,

pa zapis misicne kontrakci je ima testerast izgled i misic je tada u nepotpunom tetanusu. Dal jim

povecan jem frekvenci je stimulaci je, tonus ce dostici maksimalnu vrednost tetanicke kontrakci je, a

testerast zapis ce preci u pravu lini ju. Tada je misic u potpunom tetanusu, pri kom razvi ja tonus i do

tri puta veci nego tonus po jedinacne misicne kontrakci je.



Na osnovu izometrijske kontrakcije misicna vlakna su podeljena na brza (nalaze se u belim misicima,

slabije snabdevena krvlju, malo mitohondrija, dobijaju energiju za kontrakciju anaerobnom

oksidacijom glikogena) i spora (nalaze se u crvenim misicima, imaju vise mitohondrija, dobijaju

energiju za kontrakciju aerobnom oksidacijom masti).

38. Struktura i funkcija sistem trijada.

Pored miofibrila, koji se sastoje od mikrofilamenata (aktinskih i miozinskih), u sarkoplazmi se

nalazi razgranata mreza cisterni glatkog ER koja se naziva sarkoplazmaticni retikulum (SR), koja je u

tesnoj vezi sa pojedinacnim miofibrilima ili njihovim manjim grupama. Cisterne su, mahom,

longitudinalno (uzduzno) orijentisane, osim na granici A i I zone, gde se spajaju i prosiruju, gradeci

zavrsne terminalne cisterne. Izmedju terminalnih cisterni uvlace se cevaste invaginacije celijske

membrane transverzalne tubule (T tubule). (da bi se poboljsao efekat AP, membrana misicne

celije pravi invaginacije koje se nazivaju T tubule i tako dodiruje SR, bukvalno, u blizini svakogmiofibrila) Tubule u svojim lumenima sadrze ekstracelularnu tecnost, a okruzene su intracelularnom

tecnoscu. T tubule prolaze transverzalno u odnosu na miofibrile i protezu se od jedne do druge

strane misicnog vlakna.

Jedna T ± tubula i dve terminalne cisterne, priljubljene uz nju, cine trijadu skeletnog

misica. Unutar svake sarkomere postoje dve trijade izmedju A i I zone. Cisterne sluze kao

unutarcelijski depo kalcijuma i stvaraju stopalo (spojna nozica-sadre rianodin receptore)

cime se pricvrscuju za membranu T - tubula.



Uloga T sistema je brzo provodjenje AP od celijske membrane do svih vlakana u misicu, a SR

ucestvuje u kretanju jona kalcijuma i metabolizmu misica. AP koji se generise na membrani se

efikasno i brzo prenosi do SR gde je deponovan kalcijum u visokim koncentracijama. AP se prenosi T

sistemom do svih miofilamenata. Ovim otpocinje oslobadjanje kalcijuma iz terminalnih cisterni.

(signal koji se prenosi sa T tubula na cisternu dovodi do otvaranja velikog broja kanala za kalcijum)

Kalcijum otpocinje kontrakciju vezivanjem za Tn-C. Ubrzo nakon oslobadjanja kalcijuma u SR, pocinje

njegova ponovna akumulacija aktivnim transportom u longitudinalne delove retikuluma. Odatle on

difunduje u terminalne cisterne, gde se cuva do ponovnog otpustanja sledecim AP.

39. Kontrakcioni ciklus uloga kalcijuma i ATP-a.



- kontraktilnost i

- elasticnost

Kontraktilnost je omogucena prisustvom kontraktilnog aparata. Njega cine naizmenicno

postavljeni i delimicno preklopljeni proteinski filamenti aktina i miozina.

Kontrakcija se zasniva na skracivanju sarkomere. Opsteprihvacena hipoteza o mehanizmu

misicne kontrakcije je Hakslijeva hipoteza o klizanju filamenata. Prema njoj aktinski i miozinski

filamenti klize jedni preko drugih, tako da se podrucje njihovog preklapanja povecava, pri cemu se

duzina sarkomere i citavog misica smanjuje. Prilikom klizanja uspostavljaju se i cepaju poprecne veze.

Kontrakcioni ciklus je ciklus povezivanja, pokretanja i razdvajanja aktomiozina, a odvija se

zahvaljujuci energiji ATP-a.



Miozinska glava ima ATPaznu aktivnost. Kada se ATP veze za miozinsku glavu ona ispoljava tu

svoju aktivnost i vrsi hidrolizu ATP pri cemu ADP i Pi (inorganski fosfat) ostaju vezani za miozinsku

glavu. Na aktinu su aktivna mesta pokrivena troponinom i tropomiozinom. Kada se kalcijum veze na C

subjedinicu troponina dolazi do povlacenja tropomiozina i otkrivanja aktivnih mesta. Glava miozina

se vezuje za aktivno mesto na aktinu (pod pravim uglom). Tada dolazi do promene konformacije

miozinske glave, pri cemu se ona savija prema miozinu(ugao 45 stepeni). Ovaj proces zahteva

energiju koje se dobija iz uskladistenog ADP i Pi. Promenom konformacije oslobadjaju se ova 2

jedinjenja. Na oslobodjenom vezivnom mestu sada se veze ATP sto uzrokuje odvajanje glave od

aktina. Kada se glava odvoji ATP se hidrolizuje i to omogucava ponovnu promenu konformacije

miozinske glave. Tako se miozinska glava pomera ka sledecem aktivnom mestu. Ovaj ciklus se

ponavlja sve dok miozinske glave ne stignu do Z-diska.

Ubrzo nakon oslobadjanja kalcijuma, u SR pocinje njegova ponovna akumulacija aktivnim

transportom u longitudinalne delove retikuluma. Kada koncentracija kalcijuma, izvan retikuluma,

postane dovoljno niska, prekida se hemijska veza aktina i miozina i misic se relaksira. Ako se spreci

transport kalcijuma u retikulum, relaksacija ne nastupa ni kada vise nema AP, a nastala kontrakcija

koja se odrzava je kontraktura.

Pojedinacni ciklus pripajanja, zaveslaja i odvajanja skracuje misic za 1 %

Izvori energije za kontrakciju su deponovani fosfokreatin (moze preneti svoju fosfatnu grupu na

ADP) i glikogen (razlaganjem na piruvat i mlecnu kiselinu u anaerobnim uslovima daje ATP).

40.Motorna ploca sinapticki mehanizmi i farmakoloski agensi.

Skeletni misici inervisani su motoneuronima cija se celijska tela nalaza u ventralnim rogovima

kicmene mozdine nizi motoneuroni. Aksoni motoneurona izlaze iz kicmene mozdine putem

ventralnih korena i u sklopu perifernog nerva putuju prema misicu. Skeletne misice inervisu dva tipa

motoneurona: alfa i gama motoneuroni. Svako misicno vlakno je pod kontrolom jednog ogranka

aksona alfa-motoneurona. Akson i misicna vlakna koja on inervise cine jednu motornu jedinicu. Svi

alfa-motoneuroni koji inervisu jedan misic cine skup motoneurona

Do kontrakcije skeletne muskulature dolazi usled razdrazenja misicnih celija AP-ima koji pristizu

vlaknima motoneurona kicmene mozdine. Misicne celije u sastavu jedne motorne jedinice aktiviraju

se po principu sve ili nista. AP u jednom nervnom vlaknu aktivirace celu motornu jedinicu, sto

omogucava efikasno generisanje misicnog tonusa. Ukupni tonus misica zavisi od broja aktiviranih

motornih jedinica. Velicina motorne jedinice zavisi od funkcije koju obavlja misic. Misici koji

kontrolisu fine pokrete (fascijalni ili okularni) imaju male motorne jedinice, a misici koji npr.odrzavaju uspravan polozaj tela velike.

Mesto funkcionalnog kontakta ogranka nervnog vlakna i misicne celije je nervno-misicna sinapsa

ili motorna ploca. (nervno vlakno se na svom kraju grana i stvara kompleks razgranatih nervnih

terminala koli prave invaginacije u misicno vlakno) To je hemijski tip sinapse. Invaginacija membrane

naziva se sinapticki zljeb ili kanal, a prostor izmedju terminala i membrane vlakna je sinapticka

pukotina ili prostor (20-30 nm, pokrivena bazalnom laminom sloj retikularnih vlakana kroz koje

difunduje ekstracelularna tecnost). Pored toga sinapsa ukljucuje i presinapticku (aksonski terminal u



kojem su smestene vezikule sa neurotransmiterom ACh) i postsinapticku (membrana misicne celije

sa receptorima za acetilholin) oblast. U prenosu signala izmedju pre i postsinapticke oblasi posreduje

acetilholin. On se sintetise u citoplazmi aksonskog terminala zahvaljujuci energiji ATP-a koju daju

mitohondrije ove oblasti. Nakon sinteze Ach se rapidno apsorbuje u mnogobrojne sinapticke

vezikule. Na unutrasnjoj strani terminalne membrane nalaze se voltazno-zavisni kalcijumovi kanali.

Kada AP stigne do terminala, kanali se otvaraju i dolazi do ulaska kalcijuma iz oblasti sinapse u oblast

presinapse. Kalcijum pokrece niz biohemijskih dogadjaja tokom kojih se sinapticke vezikule

priblizavaju presinaptickoj membrani, spajaju sa njom i otpustaju svoj sadrzaj u sinapticku pukotinu.

Acetilholin difunduje kroz sinapticku oblast i na membrani misicne celije se vezuje za svoje receptore

(nikotinski tip acetilholinsko receptora), dovodeci do depolarizacije membrane postsinapticke celije,

tj potencijala zavrsne ploce (postpotencijal). Potencijal motorne ploce je uzrokovan ulaznom strujom

Na kroz acetilholinski receptor i najcesce je dovoljne amplitude da dovede do otvaranja voltazno-

zavisnih kanala za Na i do geneze AP na misicnoj celiji.

Prenos signala na motornoj ploci, tj sinapticka transmisija zahteva izvesno vreme sinapticko

kasnjenje, koje je zajednicko za sve hemijske sinapse u kojima se prenos signala sa jedne na drugu

celiju odvija posredstvom neurotransmitera. Najveci deo tog vremena je potrebno za fuziju

sinaptickih vezikula i oslobadjanje acetilholina u sinapticki prostor (0.3 ms) i za difuziju acetilholina do

postsinaprticke membrame (0.1 ms).

Acetilholin se u sinaptickoj oblasti razgradjuje sa acetat i holin dejstvom acetilholinesteraze.

Acetat i holin se vracaju u presinapticku oblast, gde se resintetise acetilholin dejstvom holinacetil

transferaze i pakuje u sinapticke vezikule.



Farmakologija nervno-misicne sinapse

Brojni prirodni i sinteticki otrovi i lekovi uticu na prenos signala na motornoj ploci. To su uglavnom

analozi prirodnih hormona i neurotransmitera, koji mogu da se podele na dve grupe:

1. Agonisti imitiraju funkciju prirodnog supstrata i vezuju se za njegov receptor izazivajuci

normalan odgovor (dekamentonijum, sukcinil-holin)2. Antagonisti supstance koje se vezuju za receptor i deluju kao inhibitori prirodnog hormona,

jer ne ostvaruju isti efekat kao hormon, ali kompetiraju sa prirodnim hormonom za mesto za

receptor, pa tako blokiraju fiziolosku aktivnost doticnog hormona.(nikotinskog kurare

sprecava vezivanje acetilholina i dolazi do paralize i smrti usled gusenja, muskarinskog -

atropin)

Dejstvo blokirajucih otrova na NMS moze se odrzavati na vise nivoa:

- iInhibitori sinteze acetilholina hemiholin

-

inhibitori oslobadjanja acetilholina prokain, botulin...- inhibitori acetilholinesteraze erezin, diizopropilfluorofosfat

- blokatori Na kanala TTX (sprecava ekscitaciju misicne celije)

- inhibitori oksidativne fosforilacije cijanid, dinitrofenol (inhibiraju sintezu ATP-a,

blokiraju izvor E)

- niska koncentracija kalcijuma u spoljasnjem medijumu inhibira oslobadjanje

acetilholina, a isti efekat ima i visoka koncentracija Mg-a



MEHANIZMI SPECIFICNEOSETLJIVOSTI RECEPTORA

34. Primeri mehanorecepcije (u labirintu uha, misicima zglavkara) i hemorecepcije. Fizioloski

termometar.

Informacije o spoljasnjoj i unutrasnjoj sredini u osnovi poticu od culnih (receptornih) organa. Do

receptora informacije dolaze u razlicitim oblicima energije (elektromegnetna, mehanicka,

hemijska...), pri cemu culni organi pretvataju ove vidove energije u nervne impulse koji nervnim

vlaknima dospevaju do CNS-a.

Receptori na adekvatan stimulus reaguju promenom svog membranskog potencijala, tj.

promenom polarizovanosti. Prema svojoj funkcionalnoj specijalizaciji, tj. fizioloskoj dispoziciji,

preceptori se dele u 5 velikih grupa:

- mehanoreceptori (reaguju na mehanicki pritisak i distorziju)

- hemoreceptori

- fotoreceptori

- termoreceptori i

- elektroreceptori

Mehanoreceptori su primarni neuroni koji na mehanicki stimulus reaguju genezom AP.

Labirint uha

Statoakusticki sistem, zajedno sa culnim organima bocne linije i elektroreceptornim organima, pripada

akusticko-lateralnom sistemu. Zajednicka odlika ovih organa je prisustvo posebno diferenciranih celija,

oznacenih kao dlakaste celije, koje u osnovi predstavljaju neuroepitelne celije. Svaka ova celija na distalnom

kraju ima veliki broj (20 -150) izmenjenih mikrovila (stereocilije) bez mikrotubula, kao i jedan izduzeni nastavak

(kinocilijum) sa rasporedom 9+2 mikrotubula. Ovi nastavci se pruzaju u zelatinoznu kupulu. Pomeranje kupule

od stereocilija ka kinocilijumu dovodi do depolarizacije membrane receptorske celije i stvaranja impulsa koji se,

zatim, aferentnim vlaknima dovodi do CNS-a. Dolazi do otvaranja jonskih kanala koji omogucavaju ulazak

katjona. Depolarizacija vodi ka ulasku jona kalcijuma, koji obezbedjuje oslobadjanje transmitera, koji

informaciju prenosi na neuron, koji reaguje impulsacijom. Ovi receptori su spontano aktivni. Kada se cilije

pokrecu ka kinocilijumu dolazi do hipopolarizacije koja povecava frekvencu impulsacije. Dok, kada se cilije

pokrecu od kinocilijuma dolazi do hiperpolarizacije i smanjenja frekvence impulsacije.



Statoakusticki sistem je visoko specijalizovana diferencijacija organa neuromasta (morfoloska i

funkcionalna jedinica culnog sistema bocne linije). Ovaj sistem je evoluirao u slozen organ ravnoteze i

orijentacije u prostoru, kao i u slusni culni organ. Oba ova organa nalaze se u unutrasnjem uhu

membranskom lavirintu. Membranski lavirint se sastoji od sistema kesastih prosirenja i cevi. Kesasta

prosirenja su utrikulus i sakulus koji medjusobno komunciraju preko jednog ili dva otvora. Krajeve

utrikulusa povezuju 3 polukruzne cevi, pri cemu svaka od ove tri cevi na svom kraju ima prosirenje

ampulu. (3 polukruzne cevi postoje kod gnatostomata, a kod agnata 1(miksine) ili 2 (vijuni)).

Polukruzne cevi, utrikulus i sakulus cine vestibularni lavirint.



Receptorski deo membranskog lavirinta sastoji se od grupacije senzitivnih celija organizovanih u

kriste, makule i papile. Receptorni nastavci kristi se pruzaju u zelatinoznu kupulu. Ovakva receptorna

polja su prisutna u ampulama polukruznih cevi. U slucaju makula, konkrecije CaCO3 i CaPO4 smestene

su u organskom matriksu i razasute po kupuli. Ove konkrecije su oznacene kao otokonije i izmedju

njih i receptornih nastavaka nalazi se otokonijska membrana. Kod riba iz klase Osteichtyes otokonije

koje se nalaze u makuli sakulusa spojene su u jedinstvenu masu zvanu otolit. Makule se nalaze u

utrikulusu, sakulusu i lageni, a papile u sakulusu, lageni i kohlei.

Osnovna funkcija vestibularnog lavirinta je dobijanje informacije o polozaju tela u prostoru.

Makule utrikulusa i sakulusa daju informacije o statickoj ravnotezi, dok kriste u ampulama

polukruznih cevi otkrivaju kruzno kretanje glave. Makule sakulusa i lagene mogu biti i receptori

vibracija, sto je osnov za percepciju zvuka (fonorecepciju).

Misici zglavkara

U misicima zglavkara, mehanoreceptori su u misicnim vlaknima predstavljeni primarnim

nervnim vlaknima. Na mehanicki stimulus (istezanje) reaguju genezom AP. Jace istezanje znaci i jaci

stimulus. Pokazalo se da istezanje nekako deluje na jonske kanale, drzeci kanale otvorenim iobezbedjujuci depolarizaciju (ulazi Na, izlazi K). Dokazano je da je zavisnost frekvence aferentne

imulsacije od intenziteta stimulusa, u slucaju mehanoreceptora u misicima zglavkara, linearna, da bi

se stvorilo sto vece polje odgovora. (inace je logaritamska modul 6, str. 7-13) Mehanicka promena

duzine vlakna prevodi se u jonsku struju.

Hemoreceptori

Primeri za hemorecepciju su receptori mirisa (olfaktorni) i ukusa (gustatorni).

Receptori za miris primarne culne celije umetnute izmedju epitelijalnih. Kada se mirisna

materija veze za receptor u membrani dolazi do disocijacije alfa subjedinice transducina sa ATP-a. Ta

subjedinica aktivira adenilat-ciklazu, koja stvara cAMP, koji deluje na jonski kanal (ulazi Na i dolazi do

depolarizacije). Ovi receptori se nazivaju i receptori na daljinu.



Receptori za ukus receptori kontakta. To su sekundarne culne celije, nastale od izmenjenog

epitela. Izmedju receptorskih i potpornih celija umecu se nervi koji reaguju na promenu potencijala

celije. Najosetljiviji su receptori za gorko, pa kiselo i zatim slatko. Depolarizacija se postize kao i u

prethodnom slucaju i kalcijum iz SR je neophodan za oslobadjanje neurotransmitera. IP3 (inozitol-3-

fosfatni) kanali uticu na otvaranje kanala za kalcijum.

Termoreceptori

Termoreceptori su slobodni nervni zavrseci koji mogu da generisu AP. To su receptori za hladno.

Receptori za toplo jos nisu pronadjeni, ali se predpostavlja da su jako slicni. Kod njih se vrsi direktan

uticaj stimulusa na jonske kanale. Promena temperature vodi ka promeni brzine hemijskih reakcija

koje se odvijaju u receptorskim celijama. Predlozeni mehanizam je da smanjenje temperature vodi

depolarizaciji i javljanju impulsacije. Intenzivna impulsacija se javlja na temperaturi od 33.2 stepena

C, a zatim opada. Pri povecanju temperature nema impulsacije. Jedno vlakno se odlikuje zvonastim

profilom zavisnosti frekvence aferentne impulsacije od intenziteta stimulusa. Ako se posmatra vise

termoreceptora, funkcija nema vise zvonast oblik, vec postaje linearna i taj fenomen se zove

fizioloski termometar.

Documents

Misicni efektori-biofizika