מבוא לפיזיולוגיה- סיכום 1
TRANSCRIPT
החי של לפיסיולוגיה מבוא
קורנגרין. דר' אלון
:5318224טלפון.
509 חדר המוח מדעי בניין.
15:00 ל13:00 בין חמישי יום – קבלה שעות.
לסינפסה: סיסמאneuro
מופיעים והספרים הפרקים הרצאה לפי ספר מכל נבחרים פרקים לקרוא יש
מצגות. גם כן בסינפסה, כמו
בסינפסה. יפורסמו ותשובות תרגילים תרגול20% ו בחינה80% מ בנוי הציון
כולל הקורס חומר כל את תכיל סגור. הבחינה אמריקאית( חומר )לא רגילה בחינה
קריאה חומר
מציון50% שהוא אמצע בוחן יהיה הקורס במהלך נק' מהציון10 כלומר התרגיל
הסופי.
אימייל. לשלוח ניתן המקוריות המצגות לקבלת
לפני. יחולק נוסחאות דף סגור חומר – פתוחות שאלות בחינה
בתאים יונים תנועת
פיזיקאליים עקרונות מספר להבין עלינו שלנו הפיסיולוגיה את להבין מנת על
ובגופנו. בתמיסות יונים של ואינטראקציה תנועה לגבי מתמטיים
K+ Na+ Cl- Ca+2 עיקריים יונים4 על בסה"כ מדברים אנו
שהוא חשמלי זרם יוצרת התא ממברנת דרך שתנועתם לזכור עלינו אלו יונים לגבי
ישנו את המניע הגורם פני על הזורמים חשמליים זרמים בין ישיר קשר גופנו.
הפיסיולוגיה. הפעולה, כלומר לבין התא בתוך הממברנה
מסויימת נקודה זרקנו מים המלא כלי בתמיסה. בתוך יונים תנועת על מדברים אנו
לחלוטין. מקרית לנו הנראית בצורה נעים היונים מסויים בשלב כאשר ביונים המלאה
ואם מאחר שיכור מהלך נקרא זה תהליך מהחום כתוצאה נעים אלו חלקיקים
רנדומאלית, ותנועתו חלקיקים מיני כל עם מתנגש שהוא נראה אנו בודד ביון נתמקד
כלומר החלקיקים להתנהגות כלל לקבוע נוכל חלקיקים תנועת על הסתכלות מתוך
דיפוזיהב רנדומי באופן ינועו החלקיקים חלקיקים של שונים ריכוזים שני יהיו כאשר
ריכוזים. השוואת שנקבל עד
פיק של הראשון החוק
J הפרש חלקי הריכוזים נגזרת המרחק. כלומר של כפונקציה הנעה היונים התפלגות
בשדה ינוע טעון גוף חשמלי, כאשר שדה ישנו התא של הממברנה פני המרחק. על
השדה. מטען ולפי מטענו לפי חשמלי
לאנודה ינועו הקטיונים חשמלי זרם בה ונעביר מלח בתוכה ונפרק מים כוס ניקח אם
כלומר היונים התקדמות את מעכבות בתמיסה השונות המולקולות לקתודה והאניונים
המתמטי שמושך. הביטוי וחשמל שמאט כוחות: חיכוך שני ישנם
Zהיחידה. מטען
Jזמן. ויחידת מרחק ליחידת יונים כמות – יוני שטף
C.ריכוז
מרחק.
חשמלי. שדה נגזרת
בנפרד. יון כל המגדיר גודל היון מובליות
גדול יותר ש שסביבו, ככל לתווך היון בין מהחיכוך מושפעת - המובליות
קטנה. יותר התווך התנגדות
הריכוזים ומפל חשמלי כוחהיונים: על שפועלים כוחות שני ישנם הממברנה פני על
הריכוזים. מפל נגד יונים להעביר יכול החשמלי הכוח לעיתים
תנועתו עם חלקיק של הדיפוזיה את איחד איינשטיין
qאלקטרון(. )מטען יחידתי מטען
k1.38 בולצמן קבועx10-23 joule/oK
Tבקלווין טמפרטורה
מובליות
כלל החלל-מטען: נייטרליות לכמות זהה הקטיונים כמות נתון בנפח כי מציין זה
אולם החלל-מטען נייטרליות מתקיימת תאי התוך ובחלל תאי החוץ האניונים, בחלל
גאוס( הממברנה. )חוק צדי שני בין מתחים הפרש קיים בממברנה! לכן לא
יון ולכן ריכוזים והפרשי מתחים הפרשי לנו יש צידיה ומשני מבודד חומר היא הממברנה
)דיפוזיה שני ע"י נשלט הממברנה את החוצה והפרש מפל )או הכוחות, ריכוזים(
השטפים: סכום ע"י מבוטא הכללי היונים שטף חשמלי((, לכן מטען )או פוטנציאלים
אינשטיין של המשוואה את שנוסיף לאחר
למולים. לעבור רוצים אנו אך בודד לחלקיק מתייחסת זו משוואה
R=k*NAכאשר kבולצמן, קבוע הואNAו אבוגדרו מספר הוא Rהגזים קבוע הוא
Fקבוע חלקיקים מול של מטען( 96500 פרדיי C/mol.)
uיונים. מול מוביליות
.I היוני הזרם את נמדוד ולכן מדיד אינו השטף
I=J*zF
בשדה הרכוזים מפלי עקב הזורם החשמלי הזרם את מתארת פלנק נרסט משוואת
חשמלי.
ואילו בנפרד יון לכל שנקבע גודל שהיא המוביליות את מכילה זו משוואה אולם
=I בו במצב רק היון. ולכן ובחוזק בתמיסה היונים בריכוז תלוייה יונים מול של מוביליות
ניתן0 בין שיווין יש מתאפס הזרם '(. כאשר0 ל שווה )הזרם המוביליות את לצמצם
בסימנם(. והפוכים בגודלם החשמלי. )זהים השדה לפי והשטף הדיפוזיה לפי השטף
היא מיקרוסקופיים. אולם כמעט שהם גדלים מכילה המשוואה כעת
האינטגרציה. גבולות את ולמצוא אינטגרציה לבצע יש ולכן נגזרות מכילה
צריכים שהיונים המרחק לפי האינטגרציה גבולות מהם לנו קובע הממברנה עובי
הממברנה. צידי משני מתח לנו יש ובנוסף לחצות
הפוטנציאלים. להפרש הריכוזים הפרש בין יחס מקבלים אנו נרסט ממשוואת
הממברנה. צידי בין במתח להפרש שווה משקל שיווי במצב הממברנה מתח כי נגדיר
Vm=Vin-Vout
R 8.314 J/mol.k
T 298 k
Z 1
F 96500 C\mol
אלו לתחומים מעבר וולט + מילי59 ל וולט - מילי101 שבין בתחום מתקיים גופנו
מתפקדים. לא התאים
=
יודע והתא הממברנה קצוות בשני נמצאים הם כאשר פוטנציאלית אנרגיה יש ליונים
מופעלת התא מאנרגיית שליש כמעט תהליכים, כאשר קיום לצורך זו אנרגייה לנצל
החלבון )זהו אשלגן נתרן משאבת קיום על נתרן יוני שלושה מעביר חלבון(.
פנימה. אשלגן יוני שני והעברתATP פירוק תוך החוצה מהציטופלזמה
משקיע הטבע כאשר פחות וחלקן אנרגייה צורכות שחלקן נוספות משאבות ישנם
יוניות. משאבות בקיום אנרגייה מאוד הרבה
29.10.06 שני שיעור
נרסט משוואת
להשתמש עלינו יונים תמיסת או יון כל עבור הזרם מהו לדעת רוצים אנו כאשר
כללית. יותר במשוואה
שלא משוואה היא פלאנק נרסט משוואת
– הוצקינס – גולדמן של הקבוע השדה במודל נשתמש ולכן יום ביום עימה לעבוד נוח
(.GHK) כץ
הממברנה: מוליכות
ליניארי, מאחר באופן משתנה הממברנה פני על היונים שריכוז מניחים אנוGHK ע"פ
להנחה ניסיונית עדות אין היונים, כלומר של הריכוז משתנה כיצד בדיוק יודעים לא ואנו
זו.
כי: להסיק ניתן זו הנחה לפני
P = Membrane permeability חדירות
b = proportionality constant
u = Molar mobility
R = Gas constant
T= Absolute temperature
l = Thickness of the membrane
F = Faraday constant
נוספות: הנחות מספר ישנן זה במודל
נרנסט-פלנק. למשוואת מצייתת הממברנה דרך יונים תנועת.1
עצמאי. באופן הממברנה את חוצים היונים.2
קבוע. הוא הממברנה פני ( עלE) החשמלי השדה.3
הוא חוצים שהיונים הנפח ולכן מאוד דקה הינה הממברנה בתוך המוגבלת המערכת
קטן. מאוד נפח
מולר ליחידות עד היונים של מאוד גבוה לריכוז גורם קטן בנפח יונים של מס' קטן
ליונים(. גדולה )שהיא
סימן אותו בעלי )יונים היונים בין אינטראקציה חלה מרוכזות מאוד תמיסות יש כאשר
לירידת גורם השני(, הדבר את אחד ימשכו שונים סימנים ובעלי השני את אחד ידחו
הם כלומר היונים בין אינטראקציה שאין מסיקים אנו ולכן הממברנה בתוך היוני הריכוז
עצמאי. באופן נעים
מפל שני, ישנו בצד המטענים לעומת אחד בצד המטענים ע"י מוגדר הממברנה מתח
צידי2 בין טעון הלא לאזור הטעון האזור בין מתחים השדה , לכאורה הממברנה
כאל החשמלי השדה אל מתייחסים הקבוע השדה במודל אך קבוע לא החשמלי
קבוע.
שווה: הקבוע השתנות ולכן
דרך הזרם את לחשב היכולת את המעניקה פשוטה אלגברית משוואה מתקבלת
היונים. וריכוז הממברנה מתח את יודעים אם הממברנה
ראשית דרך העוברת ליניארית משוואה וזו נקבל אזיCin=Cout כאשר
הצירים.
אזיCin<Cout כאשר לחזור נוכל ועדיין המתח של לניארית לא משוואה נקבל
זרם. לנו יזרום לא מתח באיזה ולבדוק נרסט למשוואת
Cin>Cout כאשר
לימין משמאל יעלה הגרף גדול יותרCout ש ככל
לשמאל. מימין ירד הגרף קטן יותרCout ש ככל
תאית, החוץ והתמיסה תאית התוך התמיסה בין הריכוזים יחס את משנים כאשר
המתרחשים. לשינויים מצייתת הנ"ל העקומה
כי ההיפוך נקודת וזוהי נרסט פוטנציאל נמצא בה נקודה זוהי – הצירים מפגש נקודת
בכדי זו בנקודה להשתמש להפך. ניתן או לשלילי מחיובי מתהפך הזרם של סימנו
היונים. את לזהות
)אניונים( שליליים מטענים זרם – התא פנים אל קטיונים כתנועת מוגדר שלילי זרם
מטענים - זרם התא חוץ אל קטיונים כתנועת מוגדר חיובי זרם מהתא, ואילו היוצא
לתא. )אניונים( הנכנס שליליים
. וכלוריד אשלגן נתרן שבעיקרם רבים יונים מתמיסות מורכבת הפיזיקלית המערכת
משוואות, שלוש של סכום יהיה הממברנה דרך הכללי הזרם לכן
אשלן יזרום - לאmv 100 – ב נמצאים כאשר
נתרן יזרום - לאmv 60+ ב נמצאים כאשר
?0 שווה יהיה בממברנה הזרמים כל סכום כל בו מסויים מתח קיים האם
נותנת0 הצבת זהוGHK של המתח משוואת את בו התא של המנוחה פוטנציאל
מתאפס(, ורוב הזרמים סכום אך זרם )ישנו0 הוא היונים שלושת של הזרמים כל סכום
במנוחה. התא הזמן
הוולנטיות בגלל הפוך הכלוריד
שלו. השונה
יחס היונים, כאשר אחד של החדירויות באחד חילוק ע"י למשוואה נירמול נבצע
לדעת ניתן וכך איכותית פרופורציה יחידות, המעניק יחסי, חסר גודל זהו החדירויות
מסויים. בתא למשל מנתרן חדיר יותר האשלגן האם
לדוגמא:
כדלקמן: הן החדירויות יחסי מנוחה בתנאי הדיונון של באקסוןPK : PNa : PCl = 1 : 0.03 : 0.1
מבודד בעצם היא חשמליים. הממברנה רכיבים של תכונות לממברנה לייחס ניתן
ניתן מבודד חומר היא והממברנה מוליכות(, מאחר )תמיסות מוליכים שני בין הנמצא
כנגד. אותה לתאר
קבוע יהיה המתח הקבל פני על אם ולכן מתח לשינוי המגיב חשמלי רכיב הוא הקבל
. במתח שינוי יהיה לא כי0 יהיה הזרם
והשיפוע הצירים ראשית דרך העובר קו מקבלים אנו או אוהם חוק לפי
G המוליכות וזוהי הוא שלו
נפרדת סוללה יש יון לכל יהיה הנגד פני על הזורם כלשהו יון המוליכה ממברנה עבור
ופוטנציאל הממברנה מתח ע"י נקבע הסוללה ערך כאשר הממברנה במתח התלויה
נרסט.
נרסט פוטנציאל – המתח ציר עם החיתוך
ספציפי. יון כלפי הממברנה מוליכות – שיפוע
כמעגל הממברנה את לתאר ניתן וקבל נגד של תכונות בעלת היא והממברנה מאחר
שלו ולסוללה לנגד במקביל המחובר קבל יש בו חשמלי
הנ"ל המעגל צידי משני המתחים הפרש את ומודדים
מאפשרת הכדור של שהסימטריה מכיוון ביותר הפשוט המקרה זהו כדורי תא
הפתרון מתקבל כדורי תא נקודתי, עבור כגוף לתא ולהתייחס מהמימדים להתעלם
הבא:
זרם ומזרימים התא בציטופלסמת אלקטרודה תוקעים כאשר
התא. לתוך מטענים נכנסים כלומר
.0 הוא המתח ולכן האלקטרודה דרך זרם מזרימים לא אנו בתחילה
ומתח0 לא הוא הזרם כעת – ומשחרר מחזיק קבוע לגודל הזרם את נקפיץ אח"כ
וקבוע בצורה הזרם אחרי עוקב הממברנה למתח שלוקח הזמן אקספוננציאלית.
והקיבול. ההתנגדות מכפלת פונקצית הוא קבוע לערך להגיע
לממברנה אינפורמציה מעבר על מראה התא ממברנת של זו תגובה ביולוגית מבחינה
ולכן אינפורמציה איבוד יש בתגובה, כלומר משתהה התא אך לתא מידית העוברת
ריבועי. גרף מתקבל
מעבר יש כאשר המידע איבוד את מכתיבות הממברנה של הפיזיקליות התכונות
אובדת. אינפורמציה של גדולה כמות לתא מתא אינפורמציה
מחזוריים: סיגנלים על RC מעגלי של השפעה
מעביריםRC מעגלי משמשים ובעצם גבוהים תדרים ומסננים נמוכים תדרים
כפילטרים.
שהתא התגלה וממנו שונות בתדירויות בתא חשמליים אותות העברת של ניסוי בוצע
הלאה. עובר גבוהה בתדירות שמגיע מה כל ולא כפילטר משמש אכן
המקבילות: המוליכויות מודל
קיבול הממברנה, אולם צידי משני הנמצאים יונים מספר על מדברים אנו כי לזכור יש
מסויים. ליון מוגדר לא הוא הממברנה
תלוי. שכן הנגדים מספר לעומת היונים במספר תלוי אינו הקיבול
05.11.06 שלישי שיעור
לעבור יכולים ודרכו במים המלא חור יש שבתוכם ממברנאליים יוניות- חלבונים תעלות
מדוייק(. ולא גס )דימוי יונים
יותר הרבה עוברים היונים כי וראו תעלות, מאחר על לדבר התחילו70 – ה בשנות
גילו הליפידית, בנוסף השכבה דרך לעבור צריך היון כי שחישבו וממה שצפוי ממה מהר
חיצונית. בתמיסה בדיפוזיה נע שהוא כפי המהירות באותה נע היון כי
הין בחור. באחד בניהם המחוברות קערות שתי המכיל מכאני מודל בנו וקיינס הודגינס
שהרטיט מנוע על הונחו המגשים כחולים. שני כדורים100 ובשני כסופים כדורים50
דרך כדור עובר פעם מידי כי הבחינו במערכת. הם אנרגייה בעצם ודימה המערכת את
השונים הכדורים סוגי בין ריכוזים השוואת תהיה זמן כמה כעבור השנייה לקערה החור
צד. בכל כדורים75
כי עבה יותר הממברנה הביולוגית במערכת כי הביולוגית למערכת התאמה אי יש לדגם
מהיון.5
בכדורים הבחינו הם ארוך. שוב יותר הקערות בין החור שבה נוספת מערכת בנו לכן
שלושה הזמן כל נמצאו בממוצע בתעלה כי גילו הם אך למשנהו אחד מצד שעברו
אם הממברנה את חוצה שנכנס שהכדור לחשוב ניתן מרחוק מסתכלים יונים.
במהירות.
עורפי. בטור הממברנה את עוברים היא: היונים הגיעו אליהם המסקנה
לנסות במטרה התעלות של והתפקוד המבנה נחקרו האחרונות השנים50 במהלך
וקיינס. הוצקינס של המודל את ולאשר
מאשר קשה היה האמינו, )הדבר חומצות רצף את לבדוק היה שעשו הראשון הדבר
בממברנה נמצא מהחלבון וחלק מאחר בציטופלסמה הנמצא חלבון של רצף למצוא
בציטופלסמה(. וחלקו
צריכות כי הניח החלבון, הוא של האמינו חומצות רצף את גילה נומה בשם יפני מדען
צריכות בממברנה, בנוסף להתמוסס יוכל שהחלבון בכדי הידרופוביות חומצות להיות
לבסוף סביבה להתקיים שתוכל בכדי הידרופיליות חומצות גם לנו להיות מימית.
בתוך וההידרופיליות בחוץ ההידרופוביות כאשר לחלבון להתקפל צריכות החומצות
החור.
"אהבתם" למים. לפי ציונים להם ונתן האמיניות החומצות את לקח נומה
מהמצגת(. עקומה )להדביק
סדר לנו יש אמינו, כלומר חומצות של מחזוריות לנו שיש רואים אנו העקומה לפי
החוצה. יוצאים ששונאים ואלו פנימה פונים שאוהבים אזורים כלומר בחלבון
אלפא, יש סלילי של שיניוני מבנה ייצרו החומצות כי לנבא ניתן המים שונאי באזורים
סלילי6 מכילה יחידה שכל יחידות תת4 לנו יהיו כלומר כאלו אזורים4 בחלבון לנו
הליקס. אלפא
יצרו1976 בשנת זרמים למדידת שיטה שזוהי – פיסה לקיבוע שיטה קלמפ פטש
יוניים.
מהשקף(. סרטוט )להעתיק
אלקטרודת עם מתקרבים התא תא. אל יש ובתוכה מלחים המכילה אמבט תמיסת יש
עם בממברנה נוספת.נוגעים אלקטרודה עם סוגרים המעגל ואת מאוד עדינה זכוכית
חתיכת הזכוכית צינור לתוך שואבים התא(, ואז את מחוררים )לא הזכוכית אלקטרודת
הממברנה בין חשמלי איטום ונוצר חזק מאוד לזכוכית נדבקת ממברנה, הממברנה
לזכוכית.
ייתכן יונית תעלה בה יש אם כלום, אך נמדוד לא אנו ליפידים רק יש בממברנה אם
מעבר יתאפשר פתוחה התעלה )אם זרם למדוד יהיה ניתן ואז אלקטרונים מעבר
אלקטרונים(. זרם יזרום לא סגורה התעלה אלקטרונים, אם
סגורה(. פתוחה תעלה שקופית מהתעלה, וכן זרמים שקופית )להעתיק
, כלומר בודד חלבון של הדינאמיקה את למדוד ניתן בה היחידה השיטה זוהי
מת(. התא שבהם קיצוניים לא )תנאים החדר בטמפרטורת אחת מולקולה
גורם מה ידוע לא עדיין אך תעלות של ופתיחה סגירה לגבי תתיאוריו הרבה יש כיום
)שינוי שלה המבנה את לשנות לתעלה שגורם כלשהו בסיגנל שמדובר מובן אך לכך
קונפיגורציוני(.
סגירת או לפתיחת גורם במתח ושינוי הממברנה למתח רגישות שהן תעלות ישנן
התעלה,
התא של בקרה חומרי ומהווים בציטופלסמה הנמצאים חומרים – שניוניים מידע נשאי
התעלה. )המימי( של הפנימי לחלק ונקשרים
התעלה. של החיצוני לחלק נקשר ליגנד
יונים הממברנה, שטף את פותח חום – בחום שינוי דרך ונפתחות שנסגרות תעלות
כאינפורמציה. מתפרש וזה במתח לשינוי המוביל לזרם , גורם הממברנה דרך עובר
בגוף, המסונתז כולין אצטיל ע"י המשופעלת תעלה היא מפורסמת לתעלה דוגמא
מעבר המאפשר בקונפורמציה לשינוי וגורם הקישור באזור מבחוץ למעלה נקשר
יונים.
יחידות. תת5 בעלת והיא כולין לאצטיל הרצפטור נקראת התעלה
כולין(. האצטיל לתעלת מהמצגת תמונה )לצרף
הקישור לאתרי נקשרות כולין אצטיל מולקולות ששתי לאחר רק נפתחת התעלה
בירוק. המסומנים
התעלה כלוריד, כלומר רק או נתרן רק או אשלגן ורק אך המעבירות תעלות ישנן
הייתה אשלגן(, וזו תעלת דרך עוברים לא נתרן )יוני רוצה שהיא היונים את בוררת
האשלגן. של מזה קטן רדיוס בעל הוא כאשר בייחוד עובר לא הנתרן מדוע חידה
מבנה את ולגלות לבדוק החליט והוא הבעייה את פתר מקינון רודריק בשם מדען
אך באמצעות האטומית ברמה התעלה כאמור הייתה הבעייה קריסטלוגרפיה.
בשמן. ובחלקה במים בחלקה מסיסה שהתעלה
בכמויות לייצר ניתן הבקטריה אשלגן, את תעלת יש מסויימת בבקטריה כי גילה הוא
כי אמיניות חומצות מעט יש ולה מאחר יחסית לייצר קל התעלה את וגם מסחריות
תאי(. )חד פשוט הוא האורגניזים
התעלה(. של שקף )להעתיק
התעלה את הפריד משמעותו, הוא מהי לחקור החל הוא המבנה את שגילה לאחר
אמיניות חומצות מרצף הבנוי גשר יש האלפא סלילי בין כי וגילה בלבד סלילים לשני
חיוביים(, ליונים להיקשר אוהבים הם )כלומר שלילי קרבוקסילי שייר יש מהן שלשלוש
אטומי התעלה. )שישה חור את החוצים חמצן באטומי טעונים מישורים שיש גילו וכך
חמצן(.
פולאריות - חומצות שליליות, צהוב - חומצות הידרופוביות, אדום - חומצות לבן
חלקי(. שלילי )מטען
לעבור יכולים לא היונים כלומר צר מאוד הרדיוס שליליות חומצות יש שבו באזור
בחופשיות.
של שהפיזור וככל האלקטרונים בענן מתנגשים - הפוטוניםX בקרני קריסטלוגרפיה
גדול. יותר האטום כך גדול יותר הקרניים
וצסיום. רובידיום גם מעבירות אשלגן של שהתעלות כך על בהסתמך ניסוי ביצע מקינון
ולכן מאשר גדול יותר אלקטרונים ענן לרובידיום עם התעלות את לקחו לצסיום,
שינויים שהתגלו והיכן הצילומים את החסירו ואז אותן וצילמו והצסיום הרובידיום
שהיונים וקיין הוצקינס ניסוי את מוכיח זה יונים. ניסוי נמצאים שם התעלה בתצלומי
הקרבוקסיליות החומצות הם אותם המייצב והגורם התעלה לאורך בשורה נמצאים
חמצן(. אטומי8- ל מחובר יון )כל
מולקולות8 – ב מוקף מגיע יון כל אולם הקשרים בפירוק להשקיע צורך ויש מים
לאשלגן. המים בין הקואורדינטיביים
ע"י חלקי, מוחלפות מטען בעלות המים, שהן ממולקולות וחלק במהירות מגיע היון
בינו דחייה בגלל שנכנס האמיניות. היון החומצות של הקרבוקסילי שבקצה החמצנים
יצא שהיון או ולכן יציב לא מצב זהו – למטה שלפניו היון את דוחף הקודם היון לבין
החוצה. שלפניו זה את וידחוף ימשיך הבא שהיון או חזרה
לא? ואשלגן כן נתרן למה כך אם
יון ואילו החמצנים ארבעת כל עם קשר ייצור האשלגן שיון לכך בהתאמה בנוי החלבון
עם חיוביות אינטראקציות מספיק יהיו לא ולכן כולם עם קשר ליצור יוכל לא הנתרן
בתעלה לעבור באפשרותו אין ולכן ניתקות לא המים ומולקולות החמצן אטומי
ברציפות.
גם מעבירה היא כי סלקטיבית לא קטיונית תעלה נקראת כולין האצטיל תעלת
אשלגן. וגם נתרן
אלמנטים: שני יש תעלה לכל
מסויים. ליון סלקטיבית.1
משלה. שפעול דרך יש תעלה לכל.2
12.11.06 רביעי שיעור
במתח. התלוייה תעלה – אשלגן תעלות
נתרן. פני על גבוהה בסלקטיביות אשלגן מעבירה•- מיליוולט(.90 )כ שלילי היפוך פוטנציאל•הממברנה. בפוטנציאל שינויים )ונסגרת( עקב נפתחת התעלה•.ובזמן הממברנה במתח לינארי לא באופן תלויה התעלה פעילות•
לתת באפשרותנו ולכן ידוע לא עדיין ונסגרת נפתחת התעלה מדוע המלא הפתרון
זו. לשאלה חלקית תשובה
חיובי. הטעונות אמינו חומצות סליל ישנו
– הממברנה )פוטנציאל החשמלי השדה משתנה חיצוני גירוי עקב כאשר
בחלבון מבני שנוי עימו וגורר החלבון בתוך זז הסליל השדה שינוי דה-פולריזציה(. עקב
על בירוק( אחראי )מסומן נוסף חלק יונים, בעוד כניסת ומאפשר החלבון את שפותח
היונים. סינון
הזרם. את ולמדוד המתח את לשנות יכולים אנו
הדיונון:
על והשפעתם מתח שינויי למדידת ביולוגית כמערכת הדיונון שימש שנה50- כ לפני
מ"מ כ גדולים מאוד עצב תאי יש ולדיונון מאחר הממברנה. זאת דרך הזרם מעבר
תא. קוטר
Alan Hodgkin & Andrew Huxley –היו של העצב תאי על שעבדו הראשונים
ובקיץ ביצעו1949 הדיונונים, ניסיונות6 עם תחרות )עקב דיונונים על רצופים
תוצאותיהם. את להסביר מנסים הם אח"כ שנתיים האמריקאיים(, כאשר
מכשיר ע"י זאת ביצעו הם כאשר הזרם ומדידת המתח שינוי היא השתמשו בה השיטה
מתח: קיבוע
Alanהממברנה(. פוטנציאל את ומדדנו רצוננו לפי זרם קיבוע עשינו עכשיו )עד
Hodgkin & Andrew Huxleyאת ומודדים לרצונם הממברנה פוטנציאל את מקבעים
בזרם. לשינוי גורם במתח השינוי האם לראות מטרה בממברנה, מתוך העובר הזרם
מתח: קיבוע ניסוי
מיליוולט( הזרם80- עד70-) תא של המנוחה מתח על מדברים כאשר כי לזכור יש
את מקפיצים מילישניות10 הממברנה, כעבור מתח את מקפיאים אנו אפסי. לכן הוא
מילי80- ל שוב מורידים נוספות מילישניות10 וכעבור וולט ' מילי0 ל הממברנה מתח
וולט.
דמויית עלייה מקבלים אנו מכן לאחר אך זרם לנו אין הראשונות המילישניות בעשרת
בגרף: S האות
I (nA)
למתח קופצים וכאשר קטן אשלגן זרם רואים נמוך למתח קופצים הבא, כאשר בגרף
היציב לערך המגיע האשלגן זרם של הקינטיקה כן גבוה. כמו אשלגן זרם רואים גבוהה
כתוצאה משתנה
המתח מגודל
נמוך )מתח
איטית(. קנטיקה
ובזמן. במתח האשלגן זרם של תלות לנו יש כלומר
Iזרם = ,g ,מוליכות =V ,מתח = Eקינטית = אנרגייה
Deactivation
Activation
הזמן כנגד המוליכות של שמאל( לגרף )צד הזמן כנגד הזרם של מגרף עוברים אנו
שני לנו יש אחת, כלומר בבת יורד הזרם בעוד לאט דועכת המוליכות ימין(, כאשר )צד
שינויים:
התעלה. של טבעי.1
בו שאנו מלאכותי.2 בכוח לשינוי שגורם המתח לשינוי גורמים אנו מכתיבים,
למוליכות( קשר ללא שלילי ויהיה יקטן )הזרם אחת בבת יורד המניע, הזרם
לאט. יורדת המוליכות טבעי הוא בתעלה והשינוי ומאחר
מתח של כפונקציה עמיד במצב לאשלגן הממברנה של המוליכות את לנו נותן הגרף
הממברנה.
אזורים:3 יש זו (, לעקומהS האות של צורה )בעלת סיגמואידלית עקומה זוהי
למתח. מיידית רגישות אין תגובה, כלומר אין - כלל תחתון מישור.1
הזרם. של כעלייה אוטומטית תתורגם המתח של תזוזה כל – לינארית עלייה.2
המערכת המתח את נעלה עם אפילו מקסימלית, כלומר - תגובה עליון מישור.3
תגיב. לא
חיוביים. יותר במתחים מהר יותר מגיבה - התעלה מסקנה
Alan Hodgkin & Andrew Huxleyבמתח שהשינוי חלקיקים יש שבממברנה - טוענים
שלהם. במבנה לשינוי גורם
החשמלי. בשדה לשינוי בתגובה מבניים שינויים עוברים "חלקיקים" בממברנה.1
בו )סגור( למצב מוליך לא ה"חלקיק" ממצב של למעבר גורם זה מבנה שינוי
)פתוח(. יונים מוליך הוא
קינטיקה הוא הפתוח למצב הסגור המצב בין המעבר את המתאר התהליך.2
ראשון: מסדר
n –במצב הנמצאים החלקיקים( החלקיקים כלל מתוך היחסי )החלק פרקציית
פתוח.
השני. המהירות - קבוע הראשון המהירות - קבוע
אלגברית משוואה נקבל ולכן משקל בשיווי נמצאת המערכת
נקבל: לפיה
.התהליך: של הזמן קבוע את להגדיר ניתן ומכאן
אקספוננציאלי(, גרף )נקבל בזמן אקספוננציאלית תלוייה ראשון מסדר קנטיקה
גרף מקבלים לא הם האשלגן תעלת של הקנטיקה את מודדים הם כאשר אולם
סיגמואידלי. גרף אלא אקספוננציאלי
מסיקים אנו סיגמואידלי אלא אקספוננציאלית אינה שהיא קנטיקה רואים אנו כאשר
לזו. זו הקשורות תגובות מספר מתרחשות כלומר קואופרטיבי בחלבון מדובר כי
שצריכים חלקים ארבעה לנו יש רביעי. כלומר מסדר בקנטיקה מדובר כי מגלים הם
בשני. תלוי ואחד קונפורמציוני שינוי לעבור
רביעי. מסדר משקל שיווי תגובת של כזו מתנהגת ערכו שהם בניסוי הכללית הקינטיקה
שלחלבון מאחר רביעי מסדר קינטיקה לבצע בעיה לו שאין חלבון יש שלפננו במקרה
קונפורמציה. שינוי עוברת יחידה תת שכל יחידות תת4 יש
ומאפשרים פתוחים החלקיקים כל כאשר מוליכות – מקסימלית =מוליכות
מעבר.
במצב ומתח מתח בכל פתוח במצב הנמצאות התעלות פרקצית - השתנות כחול גרף
עמיד.
למצב מהר יותר מגיע התהליך – במתח כתלות התהליך של הזמן קבוע – ירוק גרף
עמיד.
תלות את שמתארות המשוואות את וקיבלו הללו לקווים פונקציונאלי ביטוי נתנו הם
המוליכות מה ורגע רגע וכל ומתח מתח בכל לחשב ניתן ובעזרתן במתח התעלה
הדיונון. של באקסון
מאוחר. מתקן Delayed rectifier האשלגן למוליכות לקרוא החליטו הם
לתעלת הדומים גורמים מספר ויש סידן מתעלת מתח קיבוע לניסיון רישומים אלו
האשלגן:
מחץ הסידן ריכוז בין הבדל גודל סידרי4 ישנם – מאוד חיובי היפוך פוטנציאל.1
התא(. לתוך תמיד יזרמו סידן )יוני התא ובתוך לתא
הזמן. של כפונקציה במוליכות לינארית לא עלייה לנו יש.2
לונג. מלשוןL – type קראו זו לתעלה
טרנזיינטית. מלשוןT-type לה קוראים ולכן במתח רגעית עלייה לנו יש זה בגרף
ע"י הפועלות תעלות ישנן אך דה-פולריזציה ע"י הפועלות תעלות ראינו עכשיו עד
וכך לתא הנכנס אשלגן של גדולים זרמים העניין לצורך נראה ובהן היפו-פולריזציה
במתח. חיובי שינוי נראה
התא, אם מתח את מתקנות הן )מתקנות( כיInward Rectifier נקראות אלו תעלות
את ומתקן התא לתוך נכנס שלילי, אשלגן מאוד הופך הפוטנציאל – יורד המתח
השינוי.
: 19.11.06 חמישי שיעור
תעלת אלפא סלילי משישה מורכבת יחידה תת כל – יחידות תת4 מ מורכבת התעלה
לממברנה. בהתאם ארוך, המתקבל אחד מחלבון בנויה מתח תלויית נתרן
האשלגן( בתעלת )כמו חיוביים במטענים טעון סליל ישנו
,inactivation האיאקטיבציה שער שנקרא פונקציונאלי חלקיק עוד יש הנתרן בתעלת
שייר לתוך הבולט חלבון שייר ישנו לתוך ומידלדל מתקפל זה הציטופלזמה,
כדור כמו נראה זה פתוח. )שייר עצמו שהשער למרות החור את וסותם הציטופלסמה
(.ball and chain לשרשרת המחובר
אחת קשורות אינן אלו אפשרויות שתי כאשר התעלה לסגירת אפשרויות שני יש כלומר
לשנייה:
האשלגן( בתעלת )כמו האקטיבציה שער.1
התעלות(. שתי בין העיקרי ההבדל )שהוא האיאקטיבציה שער.2
התעלה. וסגירת פתיחת את המתאר קינטי תהליךאקטיבציה:
תהליךאיאקטיבציה: ללא הפפטידי הכדור ע"י התעלה חסימת את המתאר קינטי
האקטיבציה. לתהליך קשר
Alan Hodgkin & Andrew Huxleyביצעו בו לקיבוע פשוט ניסוי סילקו הם מתח,
הצדדים משני הנתרן יוני את ומדדו האשלגן יוני את תאי החוץ והתווך מהציטופלזמה
הנתרן(. יוני זרם את מדדו )כלומר
טטרודוטוקסין כגון בחסמים משתמשים ולכן הציטופלסמה את לטהר ניתן לא כיום
התעלות. סוגי שתי בין הפרדה מאפשר זה "האבונאפחא", חומר דג שמייצר
כחול. קו מיליוולט10 אדום קו ' מיליוולט0 קינטיים תהליכים שני בגרף רואים אנו
רואים אנו הבא, בו הגרף את נקבל המתח של כפונקציה הקינטיקה את נצייר כאשר
הנתרן: ביון מדובר כלומר מתהפך הזרם שכיוון
כלומר מהאיאקטיבציה מהיר יותר הרבה קינטי תהליך היא האקטיבציה
כי מסיקים אנו ומכאן הזמן למול הזרם כפונקציה מתונה דעיכה יש באיאקטיבציה
ראשון. מסדר בריאקציה מדובר
כי נקבל המתח של כפונקציה המרבית הזרם עוצמת של הגרף את ניקח אם
הממברנה. במתח סיגמואידלי באופן תלויה המוליכות של האקטיבציה
יותר האקטיבציה של הקינטיקה כי נראה בזמן המוליכות תלות על נסתכל כאשר
במתח עולים שאנו ככל מהירה
במקביל. תהליכים שני לנו מתרחשים שכאן הוא האשלגן לתעלת זו תעלה בין ההבדל
לסיכום:
החשמלי. בשדה לשינוי בתגובה מבניים שינויים עוברים בממברנה חלקיקים.1
הוא בו )סגור( למצב מולך לא ממצב החלקיק של למעבר גורם זה מבנה שינוי
)פתוח(. יונים מוליך
קינטיקה הוא הפתוח למצב הסגור המצב בין המעבר את המתאר התהליך.2
ראשון: מסדר
שלישי - -סדר הנתרן בתעלת האקטיבציה של הקינטיקה
ראשון סדר – האיאקטיבציה של הקינטיקה
בחלבון. שונים אזורים שני של תוצרים אלו
הנתרן: מוליכות עבור
h–אחד, איאקטיבציה חלקיקm–אקטיבציה. חלקיקי3 שלישי מסדר קינטיקה g–
מוליכות.
במתח: והאיאקטיבציה האקטיבציה תלות את הנתרן תעלת עבור לצייר ניתן
אקטיבציהאיאקטיבציה
התהליך(. )מהירות התהליך של הזמן קבוע תלות – ירוק גרף
אינסוף. בזמן )אקטיבציה/איאקטיבציה( במתח החלקיק תלות – כחול גרף
תעלת לפני תיפתח זו שתעלה הרי מהירה יותר קינטיקה יש הנתרן ולתעלת מאחר
האשלגן.
האקטיבציה. מתהליך יותר איטי האיאקטיבציה תהליך
ויש גבוה יותר בערך נמצא האיאקטיבציה חלקיק שלילי יותר שהמתח ככל
איאקטיבציה פחות
ורגע רגע בכל כמכפלה מוגדרת והמוליכות מאחר
ביניים: סיכום
במתח התלויה אשלגן יוניות: תעלת תעלות שתי מבוטאות הדיונון של באקסון
במתח. התלויה נתרן ותעלת
שתי של הקינטיקה את המתארת משוואות מערכת קיבלנו ניסיונות בעזרת
הללו. התעלות
הללו? התעלות שתי של הפסיולוגי תפקידן מהו כך אם
את נצייר לתעלות, וכאשר בנוסף במקביל וקבל נגד של תכונות בעלת היא הממברנה
הממברנה: מתח של אקספוננציאלית עלייה נקבל לזרם התעלה תגובת
הבא המצב את נקבל ומתגבר הולך זרם כל כאשר זרם של פולסים מספר ניתן כאשר
:RC כמעגל תתנהג המערכת בו
)עולהRC כמעגל להתנהג מפסיקה המערכת מסויים שבערך רואים אנו במהירות
(.RC מערכי הנמוכים ערכים עם במהירות ודעיכה
והן20 – ה שנות בתחילת לראשונה נעשו אלו מדידות שציפו המדענים את הפתיעו
התופעה: להסבר תיאוריות מספר הועלו , ולכןRC מעגל של התנהגות לראות
מעלים אנו כאשר קורסת הממברנה כי טען ברנשטיין בשם מדען של הייתה מהן אחת
יונים של למעבר סלקטיביות יש ולתעלה מאחר נכונה לא זו טענה אולם הזרם את
+40 לכ עד מהירה מאוד עלייה מקבלים אנו הממברנה סף את חוצים אנו כאשר
.RC מעגל לערכי מתחת עד תלולה ירידה אח"כ ומיד מיליוולט
הפעולה. פוטנציאל במן הממברנה פוטנציאל – מקוקו קו
המתח ציר – מימין ציר
הזמן ציר – תחתון ציר
במוליכות מהירה עלייה שיש רואים אנו הפעולה פוטנציאל סף את חוצים אנו כאשר
לנתרן. הממברנה
גורם ששוב הממברנה של לדהפולריזציה שגורם בממברנה שלילי זרם מקבלים אנו
אשר עד הנתרן תעלת של לאקטיבציה ושוב לממברנה שלילי זרם להוספת
משוב לנו יש ההיפוך, כלומר פוטנציאל שזהו + מיליוולט40 סביבות מגיע הפוטנציאל
נקבל ההיפוך לפוטנציאל נגיע הממברנה. כאשר לפוטנציאל הנתרן תעלת בין חיובי
המקסימאלי. הנתרן זרם ' וזהו0 נתרן זרם
יווצר קטיונים של )יציאה חיובי זרם לנו יש כאשר ממברנה פוטנציאל לנו מהתא(
היפופולריזציה(. )תתרחש שלילי
אלו תהליכים הנתרן, שני זרם את שמקטין האיאקטיבציה תהליך מתרחש בנוסף
נסגרות התעלות אז המנוחה לפוטנציאל הממברנה, עד בפוטנציאל לירידה גורמים
לתא. יונים של מעבר לנו ואין
חשוב פיזיולוגי תפקיד יש להיפופולריזציה
את ' מציין0הפעולה. ) פוטנציאל בזמן שמתרחש למה רציני הסבר לנו נותן המודל
המנוחה(. פוטנציאל
אזורים: לשני הפעולה פוטנציאל שלאחר הזמן את לחלק ניתן
משנה לא אבסולוטית( בה )רפלקטורי הפעולה פוטנציאל לאחר מיד ממש תקופה
פוטנציאל. נקבל לא עדיין נזריק זרם כמה
בה רפלקטורית תקופה
תעלת ואילו זרם עוד לייצר ערוכה לא הנתרן תעלת הפעולה פוטנציאל לאחר מייד
האיאקטיבציה הפעולה מפוטנציאל נתרחק מירבית. כאשר בעריכות נמצאת האשלגן
לדהפולריזציה. התנגדות פחות יש קטנה, כך האשלגן מוליכות ואילו קטנה
שהגירוי או נתון בזמן אחד פוטנציאל רק לבצע יכולים אנו כלומר מידע איבוד לנו יש
גדול. יותר יהיה השני
אלקטרודה ודרך אלקטרודות מספר דיונון של לאקסון חיברו הם שערכו נוסף בניסוי
)כאשרRC מעגל כמו הממברנה של התנהגות וקיבלו זרם של פולס הזריקו1מס'
כאשר של כפונקציה דועך המתח קטן זרם מזרימים אנו את נצייר המרחק(.
לאורך הפרעה ללא ינוע הפוטנציאל אלא דעיכה נראה לא אנו הפעולה פוטנציאל
האקסון.
האקסון? לאורך קרוה מה
ויצירת נתרן תעלות של לפתיחה שגורמת דה-פולריזציה מבצעים אנו בתחילה
נוספת נתרן ולתעלות נתרן תעלות עוד לפתיחת שגורמת נוספת דה-פולריזציה
כל לאורך הראשונית הדה-פולריזציה של שכפול מעין מקבלים אנו וכך בהמשך
לבסוף הנתרן תעלות של סדרתית אקטיבציה ונקבל האקסון תגרום לאורכו.
האקסון. לאורך להיפופולריזציה שיגרמו אשלגן תעלות של לפתיחה הדה-פולריזציה
עצמה. את שמייצרת כתופעה מוגדר הוא דועך לא הפעולה ופוטנציאל ומאחר
יש אם כלומר בינארית מערכת כמעין העצבים במערכת האינפורמציה כל עוברת )כך
'(.0 מוציאה המערכת פעולה פוטנציאל אין ואם1 מוציאה המערכת פוטנציאל
: 26.11.06 שישי שיעור
– חשמלי לערעור הניתנים הנקראים: תאים תאים של תכונה הינו הפעולה פוטנציאל
עצב. תאי הוא אלו תאים של העיקרי הסוג
Santiago RamonY Cajalצבע המודרני, הוא המוח מדעי אבי–כחל( רמוני )סנטיאגו
מסקנות: למספר הגיע שונים, הוא בע"ח ומסוגי שונות רקמות סוגי מעשרות עצב תאי
באנגלית( מסקנות )שקופית
היא העצבים במערכת תאים של לצורה הקשורה ביותר הכללית המסקנה.1
מנויירונים. בנוי המוח – נפרדים תאים הרבה בנוי שהמוח
חוסר דרך לשני אחד מתא לעבור חייבים חשמליים רצף, זרמים ואין מאחר.2
עובר הוא כי הניח אך עוברים הזרמים כיצד ידע לא מסויים, )הוא רציפות
מסויימת(. בצורה
התא לגוף מהדנדריטים הוא בנוירונים זרם זרימת של ההגיוני הכיוון.3
ולאקסונים.
צורתם(. ע"פ נויירונים אפיו )שקופית
להרבה מתפצלת אחת הממברנה, שלוחה של שלוחות יוצאים וממנו תא גוף יש
הוא דנדריטים, האקסון ונקראת הנויירון של הקלט אזור את מהווה והיא התפצלויות
)תא למטר מגיע שאורכם אקסונים יש כאשר ומתפצלת מהתא היוצאת נוספת שלוחה
אחידה(. ציטופלזמה בעל רציף
ונקודת לאינפורמציה אחת כניסה נקודת לתא יש אחת יציאה )דנדריטים(
קוטבי. ישנם דו נקרא אחת ויציאה אחת כניסה שבו כזה )אקסון(, תא לאינפורמציה
ואקסון )מספר דנדריטים מספר המכילים תאים אחת(, )יציאה אחד כניסות(
לדנדריט המתפצלת אחת יציאה בעל תא היא נוספת קוטביים. אפשרות רב הנקראים
)על קוטבי חד תא זהו לאקסון מהדנדריט אינפורמציה מעבר יש עדיין כאשר ואקסון
לאקסון(. בודדת ויציאה התא לגוף כניסות מספר יש הדנדריט
הבא. התא של לדנדריט אחד תא של "קופץ" מהאקסון המידע כחל לפי
כימית(. סינפטית העברה )שקופית
בפוטנציאל והשינוי בניהם הקרבה בגלל התאים בין עובר המתח כי הניחו בעבר
נכונה. לא זו השערה – הממברנה
Otto Loewi –צפרדע של בלב ניסויים ביצע ההשערה, הוא את שהפריח האדם היה
יש )כמו ולצפרדע מאחר העצבים ממערכת המגיעים עצבים ע"י עצבוב לאדם(
את מגרים וכאשר ללב הצוואר בין הנמצא הוואגוס בעצב השתמש המרכזית. הוא
וגרם הוואגוס עצב עם ללב אלקטרודות חיבר יורד. הוא הלב פעימות העצב, קצב
עצב ללא הלב את לקח הוא מכן הלב. לאחר פעימות קצב את והוריד עצבי לגירוי
של הפעימות קצב גם כי וראה המגורה הלב היה שבו מהכלי נוזל אליו והעביר הוואגוס
ירד. השני הלב
בקצב להאטה שגרם כימי חומר שיחרר הוואגוס שעצב היא הגיע שאליה המסקנה
המשוחרר כימי חומר של שחרור אלא חשמל של העברה אין הלב, כלומר פעימות
קרא אותות. הוא להעברת וגורם השני לתא )האקסונים( המגיע העצבים מקצות
כולין. באצטיל שמדובר יודעים אנו סטופה, כיום וואגוס – המופרש לחומר
החיבור התמרה ע"י עוברת האותות )העברת נקרא לדנדריט אקסון בין כימית(,
סינפטית. העברה נקרא והתהליך סינפסה
הסנפסה( של כללית מורפולוגיה )שקופית
לפני מופיעה היא טרמינל נקראת זו הקצה, התרחבות של התרחבות רואים אנו
בו מתרחשת – מיטוכונדריה יש פרה-סינפטי, בטרמינל טרמינל נקראת ולכן הסינפסה
שלא ממברנליות בועיות ברבה ישנן הציטופלזמה בחלל אנרגייה הדורשת ריאקציה
כולין, אלו אצטיל מכילות אלא חיים בתאים אחרות לבועיות בניגוד חלבונים מכילות
המידע. העברת על האחראיים נוירוטרנזמיטורים
אלקטרוני( מיקרוסקופ )שקופית
הבא. התא של לדנדריט הטרמינל בין סינפטי מרווח רואים אנו
סינפטי? הפרה בטרמינל עושה הפעולה פוטנציאל מה השאלה עולה
מגיע הוא כאשר ולכן הממברנה של דה-פולריזציה בעצם הוא הפעולה פוטנציאל
סידן המעבירות מתח תלויות תעלות יש דה-פולריזציה. בטרמינל מבצע הוא לטרמינל
הוא בממברנה התאים ברוב הסידן ואשלגן, ריכוז נתרן פני על גבוהה בסלקטיביות
הוא... לתא מחוץ וריכוזו ננומולר100
פנימה. מבחוץ זורמים סידן יוני כלומר חיובי מאוד הוא סידן של ההיפוך פוטנציאל
במצגת(. )גרף הממברנה במתח לינניארי לא באופן תלוייה התעלה פעילות
יוני תעלות לפתיחת גורם בסינפסה הפעולה פוטנציאל לתוך נכנסים סידן הסידן,
האקזוציטוזה. תהליך לשפעול הגורמת הסידן יוני בריכוז לעלייה שמוביל מה הטרמינל
האקזוציטוזה(. מעגל )שקופית
עוברות , הבועות כולין אצטיל למשל עצבי מידע בנשא מלאה הטרמינל בחלל בועית
עם איחוי עוברת המעוגנת מולקולריים. הבועית חבלים ע"י התא לממברנת עיגון
הבין לחלל החוצה המידע( יוצא )נשא והנוירוטרנזמיטור חור התא, נוצר ממברנת
סינפטי.
הבועית של מחדש מילוי של אנדוציטוזה תהליך ישנו יותר מאוחר בשלב
מחלל פרוטונים ומכניסהATP המפרקת לפרוטונים משאבה בנויירוטרנזמיטור, ישנה
החלל שבו מצב נוצר מלחים(, כך )תמיסת ציטופלזמה שבה הבועית לתוך הטרמינל
הטרמינל. מחלל חומצי יותר הבועית של הפנימי
החוצה פרוטון ליציאת גורם לחיצוני הפנימי הצד בין הפרוטונים של הריכוזים הפרש
השפעה ללא כולין, זה אצטיל למשל נויירוטרנסמיטורית מולקולה נכנסת ובמקומו
המידע ושחרור מחדש מילוי של שלם מעגל הריכוזים. נוצר הפרש ע"י אלא אנרגתית
משתחררות. עגינה במצב המצויות פעולה, הבועיות פוטנציאל שמגיע פעם כל
הפעולה, פוטנציאל ע"י לשחרור וניתנים בבועיות הנאגרים שונים חומרים100 ישנם
קבוצות2ל מתחלקים אלו חומרים לדוגמא מולקולות אמינית חומצה קטנות:
אנדרנלין. שזהו כולין,נורופירפין , אצטילGABAגלוטמיט,
במלואה. חלבונים סינתזת העוברים הפפטידים הם שנייה קבוצה
על האחראיים מנגנונים יש עצמו, בו בטרמינל ונאגרות מסונתזות קטנות מולקולות
שלהן. אגירה
ומשם בגולג'י חלבון רנ"א, יצירת יצירת דנ"א )שיעתוק התא בגוף מסונתזים פפטידים
חלבונים(. המכילה בועית יוצאת
בסינתזה נוצרות והן מאחר קטנות מולקולות המשחררות סינפסות על לרוב נדבר אנו
והמתנה פפטידים שחרור לעומת הסינפסה של מהיר ריענון המאפשרת מקומית
המערכת. על טווח ארוכת השפעה המהווה ליצירתם, דבר
כולין( אצטיל של סינתזה )שקופית
וקואנזים. חומרי כולין אצטיל אנזימתית בקטליזה נותן כולין עם יחד קואנזים אצטיל
המלאות. הבועיות מלאי את מחדשת הסינפסה וכך בציטופלזמה נמצאים הסינתזה
קטכולאמינים( של סנתזה )שקופית
בנוירונים נמצא – דופמין הנקרא נויירוטרנזמיטר מקבלים בהם סינתזה שלבי שני ישנם
יכולה דופמינרגיים בנויירוננים פגיעה הגוף, כאשר של התנועה במעגלי הנמצאים
לפרקינסון. להוביל
ונוראנדרנלין. חשוב עצבי מידע נשא – אנדרנלין מקבלים אנו בנוסף
לא הם הנויירוטרנזמיטור, כאשר אותו משתחרר מסויים נויירון של הטרמינלים מכל
אחר. נויירוטרנזמיטור לשחרר יוכלו
אקסודנדריטיות סינפסות – לדנדריט אקסון בין סינפסות
תא(. גוף – )סומא אקסוסומטיות סינפסות – תא לגוף אקסון בין סינפסות
אקסואקסוניות. סינפסות – לאקסון אקסון בין סינפסות
דברים: מספר לקרות יכולים לנויירוטרנסמיטור
קישור.1
מחוץ אל )דיפוזיה התאים בין למרווח להימלט יכולות מהמולקולות חלק.2
9לסינפסה
תאיים. חוץ אנזימים ע"י הנויירוטרנסמיטור פרוק.3
החזרתו הפרה-סינפטי, כלומר התא ע"י הנויירוטרנסמיטור של מחדש אגירה.4
האקסון. לתוך
לשינוי גורם הפרה-סינפטי הצד ע"י הנויירוטרנסמיטור האצבע: שחרור כלל
הפוסט-סינפטי. הצד של הממברנה בפוטנציאל
: 10.12.06 שמיני שיעור
סינפטית: בהעברה המשתתפים חלבונים
הנויירוטרנזמיטורים: ושחרור הבועית עיגון
הממברנה. )הבועית( ואת הוזיקולה את בשקף רואים אנו
סינפטותגין – אדום
25 למטה(, סנאפ )ירוק סינפטוברבין, סינטקסין ירוק
סינפטוברבין, החלבונים שלושת בין קומפלקס לנו ונוצר לממברנה מתקרבת הבועית
סנאפ )ירוק סינטקסין הוזיקולה של העיגון את מהווה הקומפלקס25 למטה(,
לממברנה.
יוני ריכוז עולה הבא בשלב לשינוי לו וגורמים לסינפטותגין נקשרים הסידן הסידן,
הטרמינל, יצירת עם הועית ממברנות לאיחוי גורם הקונפורמציה קונפורמציה, שינוי
תאי. החוץ התווך אל הנויירוטרנזמיטורים ושיחרור חור
שקופיות(. )להעתיק
השנייה. אלפיות של גודל בסדר בותר מהירים הם הללו התהליכים כל
המרכזית העצבים במערכת סינפסות
עמוד ובמורד האוזניים בין ממוקמת המרכזית העצבים מערכת כללית כהגדרה
השדרה.
של לדנדריטים סינפטי פרה תא של אקסונים בין מתרחשות הסינפסות רוב זו המערכת
סינפטי. פוסט תא
הנקראות בולטות ממברנה קצוות שאלו בליטות מעיין רואים אנו הדנדריטים על
אלף כמאה ישנם בודד תא סינפטי, על הפוסט הטרמינל את מהווים והם עוקצים
אקסונים. אלף כמאה מתחברים בליטות, אליהם
המרכזית: העצבים במערכת עיקריות סינפסות סוגי כמה ישנם
וכך במוח שלמים אזורים בוויסות מרכזי תפקיד בעלת – כולין אצטיל סינפסות.1
שאיבה ע"י בבועיות נאגר כולין במוח. האצטיל המתרחשים תהליכים של גם
אקטיבית
ל ולגרום יונית לתעלה או להיקשר יכול טרנסמיטר נויירו סינפטי הפוסט בצד
: 24.12.06 תשיעי שיעור
באמצעות אור השמיעה, שינויי וחוש המישוש חוש באמצעות לחץ שינויי מזהים אנו
ולכל החושים לכל והטעם. המושתף הריח חוש באמצעות כימיים ושינויים הראיה חוש
הייצור בתוך הבנוי גלאים מערך יש שלכולם הוא אלו בחושים המשתמש החי עולם
הראשוני, השניוני העיבוד ליצור, אולם יצור בין גדולה הכי השונות את מהווה והוא
עצמו. על חוזר האות אותו של והשלישוני
הגלאי. באמצעות האות קליטת – ראשוני עיבוד
המתקבל אות לצורת בגלאי הראשונית מתצורתו האות של העברה – שיניוני עיבוד
העצבים. במערכת
הגירוי. אותו ע"פ הבנה/תגובה – שלישוני עיבוד
הרצפטור: פוטנציאל
מחובר כימי(, הרצפטור )אור/חומר כלשהו פיזיקאלי )גלאי( ואלמנט רצפטור ישנו
גלאי כל העצבים, כאשר במערכת שונה הופעה צורת יש גלאי )ניורון( ולכל עצב לתא
למרכזית(. גם דבר של ובסופו )ההקיפית העצבים למערכת מחובר
גורמים הם מופעלים הם וכאשר גלאים המכילה ממברנה אחד בקצה יש לנויירון
פוטנציאל ייצר התא גדולים מספיק אלו שינויים הממברנה, אם בפוטנציאל לשינויים
רציפים, הם נתקלים אנו בהם הגירויים רציפה(, כאשר אינפומציה )המרת פעולה
שמגיעה העוצמה את ממירים רציף, אנו לא באופן פועלת העצבים מערכת אולם
הרצפטור, של הפעלה בעקבות שנוצר רציף שינוי פעולה, בעזרת לפוטנציאלי מבחוץ
ייצר התא גדולה יותר שהד-פולריזציה ככל דה-פוריזציה. לכן יותר – ריח לדוגמא: יותר
פעולה. פוטנציאלי יותר
פעולה, התא פוטנציאלי מייצר לא הרצפטור מובר אליו שהתא היא נוספת אפשרות
הגבה לכמות יחסי באופן נויירוטרנסמיטור בשחרור מגיב יחסית הגירוי.
סינפטית. העברה גירוי-יותר יותר הגירוי, כאשר עוצמת לפי לגירוי בדה-פולריזציה
הגירוי של רציפה פונקציה הוא הרצפטור פוטנציאל
העובר הזרם בעוצמת שינוי נגרם שבהם וכימיים מכאניים מנגנונים בגרפים רואים אנו
ישר ביחס רציפה תגובה נותן הגירוי. הגירוי בעוצמת שינוי בעקבות הממברנה דרך
הגירוי. לעוצמת
המישוש: חוש
בעור תחושה מבני של שונים סוגים רואים אנו
נק' בגוף בכל מגע כל לזהות יכולים ואנו שלנו העור שטח כל על קיים המישוש חוש
שונות בנקודות המישוש בחוש משמעותיים הבדלים )ישנם רגישות הבדלי ישנם אולם
באמצעות והלשון, כאשר הידיים הם המישוש לחוש רגישים הכי המקומות בגוף(. שני
וטמפ'. לחץ שינויי בעיקר מזהים אנו המישוש חוש
לחץ שינויי של תחושה היא ותפיסה. התחושה תחושה מושגים שני בין להבדיל יש
נתפס מחוספס )משטח במח האינפורמציה עיבוד היא התפיסה ואילו מסויים
שונים לחץ רגשי מספר במח(. יש ומפורשים נקלטים הלחץ ששינויי בגלל כמחוספס
לשינויי שונה בצורה מגיבים הם שונים, באמצעותם מבנים )בתמונה( שלהם בעור
לכיוון ומתפצל היד לכף שמתפתח, מגיע אקסון של הוא הכללי המבנה הלחץ, כאשר
מסביב גמישה עטיפה בעלי לדוגמא מאוד מסובכים חלקם שונים מבנים העור, ישנם
רגשים עם אליה שמוחובר אקסון יש בגוף שערה נוספת: לכל האקסון, דוגמא לקצות
הפוך מנגנון יש קור, בנוסף או רוח כגון שיוניים מרגישים אנו וכך עליה המחוברים
לסמור. לשערות המורה מידע ומוחזר למוח מידע מועבר שלפיו
שלשל חישה אברוני מיני כל רואים אנו שלנו העור של ממ"ר על מסתכלים אנו כאשר
המשותף השונה לתגובתו התורם שוה מופרולוגי מבנה אחד שלכל הוא ללחץ.
בלחץ, תעלות משינוי כתוצאה המופעלות יוניות תעלות של מסויים סוג יש האברונים
פעולה פוטנציאל ואשלגן(, בעלות נתרן )מעבירה סלקטיביות לא קטיוניות הן אלו
תלוייה לא בד"כ התעלה ומולכיות מתון פיסי לחץ עקב נפתחות ' מיליוולט0 בסביבות
הממברנה. במתח
פעולה. פוטנציאלי ליצירת וכך הממברנה של לדה-פולריזציה יגרום לחץ
התגובה את מודדים כיצד
היד, בכף החישה אברוני מכלל היוצאים הפעולה פוטנציאלי את רושמים
לבדוק וכך אלקטרודה אליו לחבר אקסונים( שניתן )אגודתnerve יש המפרק באזור
היד בכך בנק' מסויימת לחץ, נוגעים ללא לתא מוכנסת היד – הפעולה פוטנציאלי את
פעולה. פוטנציאל יעביר מהאקסונים אחד רק וכך
גבשושיות יש חלק במשטח ואילו מזו זו הרחוקות גבשושיות יש מחוספס במשטח
זמן ליחידת לבליטה הבליטות את מתרגמים במשטח, אנו לזו, וכשניגע זו הקרובות
נוגעים אנו בה לתדירות חשיבות יש ומחוספס. לכן לחלק המתורגם לתדר כלומר
מהיר לתדר ביחס ביד הנעים הפעולה פוטנציאלי את לראות בכדי מסויימת בנקודה
התחושה. מניסוי את לבדוק מחוספס( ולא )משטח איטי לתדר חלק( וביחס )משטח
היד. כף כל על שווה בצורה מפוזרים לא שהאברונים לומדים אנו בקופים שנעשה
שיורה מרקל של הדיסק בלחץ, לעומת שיוניים על לנו מדווחת מייזנר של הקפסולה
יורד הלחץ הלחץ, וכאשר לאורך לירות השינוי, ממשיך בזמן פעולה פוטנציאלי הרבה
לירות. מפסיק הוא
השינוי. בנקודות הפיקינארית, מדווחת הקפסולה
ישנו שונה. כלומר פעולה פוטנציאל ומייצר ללחץ שונה מגיב מהחיישנים אחד כל
שונה. )למערכת ותפיסה למוח הפעולה בפוטנציאלי לשינוי הפיזיקלי האות של תרגום
התפסה את מהווים והעיבוד והתרגום פעולה מס' פוטנציאלי לזהות אפשרות אין
הסופית(.
מועברים הפעולה - פוטנציאלי זמן בטווחי שינויים של – הפיזיקלי האות של עיבוד יש
וניסיון לימוד של תוצאה והיא הנכונה התפיסה לכלל הכל לחבר ותפקידו למוח
השנים. לאורך שנרכשו
לתדר שונה רגישות יש חיישן לכל
)הלחץ לצדדים הלחץ את המפזרת מבודדת עטיפה יש הפאיקיאנית בקפסולה
והקפסולה אלסטיות בגלל מתפזר בלחץ אלא זמן לאורך מגיבה לא הקפסולה(
לחץ(. עליו שמופעל מים מלא בלון )כמעין ובשחרור הראשוני
לחום הפסקה. הרצפטרוים ללא הזמן כל מגיבה העטיפה, הקפסולה ללא בניסוי
תדירות מעלה לחום הרצפטור העור חום את מעלים דומה, כאשר בצורה עובדים
וקור לחום בהתאם ונסגרות הנפתחות תעלות תדירותו. יש את מוריד לקור והרצפטור
בהתאם. משתנה הפעולה פוטנציאלי וזרם
בה מרכזיה במעיין לעבור צריכה חיישנים, האינפורמציה של גדולה מערכת ויש מאחר
אברון הללו. ישנו האותות עם לעשות מה מוחלט ושם האותות של איסוף מתרחש
את המהווה השידרה חוט אל הגוף מכלל המגיעה גדולה עצבים אגודת יוצאת ממנו
דרך השידרה לחוט נכנסים בגוף. האותות הרצפטורים כל מגיעים אליה המרכזיה
במקום ה"קרן מהעצבים אחד נכנס חולי )לכל חוליה לפי המתאים הדורסלית"
השונים(. הגוף מאזורי
זה אזור כאשר התלמוס הנקרא במח לאזור ומשם המוח לגזע עליה יש השדרה מחוט
ומחליט גבוהה יותר ברמה האינפורמציה את מעבד והוא השנייה המרכזיה את מהווה
האזור שזהו המח לקליפת מועבר מהמידע במידע. חלק מועבר במח אזור לאיזה
לאזור בגוף מסויים מאזור מידע שונים ניסויים ע"י את למפות ניתן התחושתי, כאשר
המוח(. קליפת ע"פ אזורים )מיפוי בקורטקס ספציפי
באזור אליה המשוייכת לנקודה בגוף נקודה בין הקשר את המעניקה מפה רואים אנו
המח. קליפת
רגשי הרבה לנו ויש מאחר מעוותת היא שלנו התחושות לגבי בראש לנו שיש המפה
במח. אזורים ליותר מחוברים והם ביד לחץ
החולדה: של השפמונים
באמצעות לנווט יכולה החולדה וכך רגישים לחץ לרגשי מחוברים החולדה שפמוני
עם מאשר המישוש חוש עם טוב "רואה" יותר החולדה הסביבה, כך להרגשת מישוש
בעלי אזורים ישנם כאשר לאזורים חלוקה יש החולדה של העיניים. בסומטוסנסור
השפמונים. של וסידור מאוד גדולה צפיפות
רפלקסים:
את מרגישים ואנו מוסטת היד בתחילה נכווים אנו כאשר לדוגמא מודעת לא תגובה
הראשונה המרכזת של וברמה המהירות מתרחשת זמן. התגובה לאחר רק הכאב
הדבר. שארע למח מידע מועבר מכן לאחר השדרה( ורק )חוט המקומית במערכת
וזוהי שפועל לתא המחובר לאקסון גירוי יש בהם יותר פרמיטיביים רפלקסים ישנם
הרפלקס. את המבצעת יחידה סינפסה
סינפסות:2 דורשים הרפלקסים רב
נוצרת פוטנציאל היוצר רצפטור יש.1 והיא השני התא על סינפסה פעולה,
להתכווץ(. )למשל להגיב אחריו הבא לתא גורמת
בדרך. תאים מספר – סינפטי פולי רפלקס.2
הרפלקסים רוב למשל אחת בסינפסה הקורה רפלקס – סינפטי מונו רפלק.3
באופן השריר כיווץ – שרירים של רפלקסים הם הרפלקסים )רב האדם בגוף
רצוני(. לא
מסויים לחץ מופעל השריר על בשריר, כאשר לחץ רגשי לנו יש - המיוטקטי הרפלקס
הפעולה פוטנציאלי )כמות בלחץ השינוי על מדווחים רצונו, הרגשים נגד נמתח הוא
נויירונים על סנסוריים( הפועלת )נויירונים סינפסה ישנה השדרה עמוד עולה(, לאורך
גורם כולין, הדבר אצטיל לשחרור פעולה, הגורם לפוטנציאלי הגורמים מוטוריים
המשקל עם נופלת לא והיד הכבד למשא להיכנע ולא השריר של אוטומטי לכיווץ
לו. מתנגדת אלא הכבד
השרירים את המחבר הגיד הכאת ע"י המתרחש מיוטקטי רפלקס זהו – הברך רפלקס
והמעגל השריר על מופעל קטן השריר, מתח להארכת גורם לברך, הדבר הרגל בין
השידרה, חוט על הפועל הסנסורי הנויירון של פעילות לפעול: ישנה מתחיל המיוטקטי
מערכת פעילות את בודק נעה, הדבר והברך השריר את מכווץ המוטורי הנויירון
העצבים.
נגדי: שריר שחרור רפלקס
לא בצורה מתבצעת זו להתרפות, פעולה צריך לו הנגדי השריר מתכווץ שריר כאשר
פולי-סינפטי. קפלקס הנקרא רפלקס ע"י אלא מודעת
עליו מופעל ונמתח, כך מתכווץ אחד שריר כאשר לחץ רגשי לנו יש השרירים בשני
לשניים: סינפסה מתפצל והאקסון אחורה מועבר המתכווץ השריר של לחץ, הדיווח
נויירון ומפעילה השידרה בחוט עוצרת שנייה להתכווץ, סינפסה לשריר מודיעה אחת
יורדת הנגדי השריר על הפעולה פוטנציאל המוטורי, כמות הנויירון גבי על אינהיבטורי
נרפה. הוא וכך
בעמוד סינפטית פעולה בעקבות הפעולה פוטנציאל הורדת עיכוב עירור
השידרה.
הרגל: רתיעת רפלקס
יוצאים ממנה השדרה בחוט מסויימת לנקודה מגיעה הרגל בכף המגע נקודת
בכל זה ברפלקס משתמשים מורכבת. אנו להתכווצות הגורמים אחת בבת אקסונים
הכל כאשר ומכווצים משחררים אנו הולכים אנו וכאשר מאחר הולכים שאנו פעם
הרגל של ההרמה פעולת לעצם מודעים לא אנו המקומית, כלומר במערכת נעשה
וההורדה.