Nervcellens anatomi och funktion

Videogenomgång (flippat klassrum)

PDF-fil att fylla i tillsammans med videogenomgången finns på den här länken!

Nervcellens anatomi

Neuronen

Hur en nervcell är uppbyggd.

1. Neuron = nervcell.
2. Rita upp ett neuron på tavlan!
   1. Cellkropp m. cellkärna, organeller
   2. Dendriter:
      1. Tar emot signaler.
   3. Axon:
      1. Skickar ut signaler.
   4. Schwannceller:
      1. En typ av gliaceller (som stödjer och underhåller nervceller).
      2. Bildar myelin, ett fett- och proteinrikt isolerande material.
      3. Ranvierska noder bildas mellan myelinskidorna.
      4. Fungerar som isolering.
3. I nervcellen sker impulsen elektriskt.
4. Mellan nervcellen & mottagarcellen sker impulsen kemiskt.
5. Nerv:
   1. Flera (eller många) axoner löper parallellt.

Hur nervsignalen leds längs axonen

Vilopotential

1. Natrium-kaliumpump:
   1. 3Na⁺ pumpas ut.
   2. 2K⁺ pumpas in.
2. Trots att en del Na⁺ och K⁺ läcker tillbaka över membranet, uppstår det en skillnad i laddning över axonmembranet.
3. Skillnaden i laddning = vilopotential, cirka –70 mV.

Hur vilopotentialen uppstår.

Natrium/kaliumpumpens struktur (i "band-utförande").

Vilopotentialen upprätthålls av natrium-kalium-pumpen.

Aktionspotential

Vad kan utlösa en signal?

1. Fysisk kontakt (beröring).
2. Kemisk signal.
3. Elektrisk signal.

Aktionspotentialen utlöses

1. Na⁺-kanaler i axonmembranet öppnas.
   1. Na⁺-joner strömmar in.
      1. Neuronen depolariseras.
   2. Insidan av membranet blir positivt laddat;
      1. Skillnaden i laddning mellan in- och utsida = aktionspotential, c:a +40 mV.

När aktionspotentialen utlöses strömmar natriumjoner in genom den öppnade natriumkanalen, och axonmembranet depolariseras.

Refraktärperiod

Hyperpolarisation och repolarisation.

1. Na⁺-kanalerna stängs efter ungefär 1 ms.
2. K⁺-kanaler öppnas istället.
   1. K⁺-joner strömmar ut.
   2. Membranpotentialen blir lägre än vilopotentialen; c:a –80 mV.
      1. = Hyperpolarisation.
3. K⁺-kanaler stängs igen.
4. Genom andra kanaler diffunderar både Na⁺- och K⁺-joner över till andra sidan.
5. Natrium-kaliumpump hjälper till att återställa konc. Na⁺ och K⁺ på ut- och insida av axonmembranet till vilopotentialen.
   1. Neuronen repolariseras.
   2. Medan neuronen repolariseras, kan ingen ny signal skickas.
      1. Kallas refraktärperiod.
6. Nervsignalen är av typen "allt eller inget". Fråga eleverna, hur kan något då göra mer eller mindre ont?
   1. Signaler skickas mer eller mindre ofta!

Vid hyperpolarisationen öppnas kaliumkanaler och kaliumjoner strömmar ut ur axonet igen. Det gör att insidan blir mer negativt laddat jämfört med utsidan än det var innan – det blir hyperpolariserat.  

Nervimpulsen leds vidare

1. Na⁺-joner som strömmar in, diffunderar längs membranets insida.
2. Na⁺-jonerna depolariserar intilliggande områden.
   1. Na⁺-portarna intill öppnas upp.
   2. Nya Na⁺-joner strömmar in.
   3. Signalen leds framåt - fast bara åt ett håll.

   Detta är för att under refraktärperioden kan inte ny depolarisering ske.

Hur aktionspotentialen färdas langs axonet.

Ranvierska noder gör att aktionspotentialen "hoppar".

• Depolarisationen i en nod gör att membranpotentialen hos intilliggande ranviersk nod når över tröskelvärde.
• Då sker en depolarisation också där, och signalen färdas vidare.

Hur nervsignalen överförs i synapsen

Synapsen

I synapsen överförs signalen till mottagarcellen med hjälp av neurotransmittorer.

1. Titta på bilden ovan!
   1. Blåsor med neurotransmittorer.
   2. Jonkanaler med receptorer.
2. Synaps = området mellan en neuron och en mottagarcell.
    
   Mottagarcellen kan vara:
   
   1. En annan nervcell.
   2. En muskelcell.
   3. En cell i en körtel.
3. Aktionspotentialen når nervändan:
   1. Ca²⁺-joner släpps in genom kanaler.
   2. Membranblåsor med neurotransmittorer transporteras till (det presynaptiska) cellmembranet.
   3. Neurotransmittorer släpps ut ur axonändan.
   4. Diffunderar över till receptor på mottagarcellen (på det postsynaptiska membranet).
   5. Receptorn står i förbindelse med ett kanalprotein.
   6. Kanalproteinet öppnas, släpper igenom joner ⇒ ACTION! hos mottagarcellen.
4. Neurotransmittorer
   1. Bryts snabbt ner när de väl bundit till en receptor.
   2. Acetylkolin är en mycket vanligt förekommande neurotransmittor.
   3. Fråga eleverna, vad händer om neurotransmittorn.
      1. inte bryts ner?
      2. inte kan nå receptorn?