Sinaptik Entegrasyon
Sinir
kas kavşağında olduğu gibi santral sinir sisteminde
nöronlar arası hızlı haberleşme, hücre membranındaki
iyonotrop reseptörler aracılığı ile gerçekleşmektedir.
Ancak santral nöronlar arasındaki sinaptik ileti biraz daha
karmaşıktır, cünkü:
1- Birçok kas lifi tek bir motor
nöronu ile innerve iken, bir santral sinir hücresinin yüzlerce nöronla
ilişkisi vardır.
2- Kas lifleri sadece eksitatör
sinyal alırlar, oysa santral nöronlar hem eksitatör hem de inhibitör
girdiler alırlar.
3-Kas liflerindeki bütün sinyal
iletimi tek bir nörotransmitter ve tek bir reseptör üzerinden
gerçekleşirken, santral nöronlarda iyon kanalları üzerinde etkili
birçok nörotransmitter bulunmaktadır.Bu kanallar, sadece direkt olarak
nörotransmiter ile kapılanan iyon kanallarından oluşmuyor
ayrıca metabotropik reseptörler ve ikinci haberciler aracılığı
ile indirekt olarak yönlendirilen kanallar da bulunmaktadır.
4-
Son olarak sinir kas kavşağında, nörondaki her bir aksiyon
potansiyeli kas lifinde aksiyon potansiyeli oluşturur. Verimlilik çok
yüksektir. Nöronlardaki verim biraz daha düşüktür bir nöron üzerinde yer
alan 50-100 nörondan aksiyon potansiyeli yaratırsa bu durumda nöron
üzerindeki potansiyeller bir aksiyon potansiyeli oluşturmaya yeterli olur.
Santral
sinir sistemindeki sinapslara ilk yakın bakış, Eccles ve arkadaşlarının
1950lerde germe refleksini kontrol eden spinal motor nöronlarda
yaptıkları deneylerden doğdu. Şekil 12.1. Bu
nöronların en avantajlı tarafı büyük ve uygulama yapmaya ugun
hüvre gövdeleri idi. Daha da önemlisi hem eksitatör hem de inhibitör
bağlantıları nedeniyle sinir sisteminin moleküler düzeydeki
entegrasyonunun çalışılması için uygundu.
Bir Santral Nöron
Hem Eksitatör Hem de İnhibitör Sinyaller Alır.
Bu
çalışmalarda Eccles, duysal nöronlara ait büyük bir grup akson
popülasyonunu ektive ederek gerçekleştirdir. Bugünku deneylerde ise tek
bir duysal nöron uyarılarak gerçekleştiriliyor. Çalışmada,
dorsal kök gangliyonunda bulunan germe reseptörü hücre gövdesine mikroelektrod
aracılığı ile yeterli bir akım geçirilir ve duysal
nöronda aksiyon potansiyeli oluşturulur, bu da duysal nöronun kontrol
ettiği kası innerve eden motor nöronda bir eksitatör post-sinaptik
potansiyel oluşturur (EPSP) Bir duysal nöron tarafından
oluşturlan EPSP 1 mVdan azdır, yaklaşık 0,2-0,4 mV. Motor
nöronda eşik değere ulaşmak için en az 10 mV luk bir
depolarizasyon gerekmektedir.
Biseps kasını
innerve eden motor nöronu uyarmanın sonucu antagonist kas olan quariseps
kasında inhibisyon gerçekleşir, bu hiperpola-rizasyon, ara nöronlar
tarafından gerçekleştirilir. Aranöron biseps kasının duysal
nöronundan eksitatör uyarı alır ve quadriseps kası motor
nöronuna inhibitör sinyal yollar. Ara nöronlar, intraselüler olarak da
uyarılabilirler.
Motor
nöronda, tek bir EPSP, aksiyon potansiyeli oluşturamaz, ancak birçok
afferent liften gelen sinyaller nöron tarafından entegre edilerek aksiyon potansiyeli
oluşumuna neden olabilirler. Aynı zamanda, inhibitör sinaptik
potansiyeller, eğer yeterince güçlülerse eksitatör potansiyellerin etksini
karşılayarak, membran potansiyelinin eşik değerden
uzaklaşmasına neden olurlar.Ayrıca, sinaptik inhibisyon sadece
sinaptik eksitasyonu önlemekle kalmayıp spontan olarak spontan olarak
aktif olan sinirler üzerinde güçlü bir etki sergilerler. Beyinde birçok hücre
kalpteki pacemaker hücreler gibi spontan olarak aktiftirler. Sinaptik
inhibisyon ile bu hücrelerdeki spontan olarak oluşturulan aksiyon
potansiyellerin baskılanması sonucunda ateşleme patterni
şekil değiştirir. Bu durum plastik sanatlardaki
şekillendirmeye benzetilir. (Şekil 12-2)
Eksitatör ve İnhibitör Sinapsların Farklı
Yapıları
Bölüm 10da öğrendiğimiz gibi, sinaptik
potansiyelin etkisi-eksitatör veua inhibitör- sadece presinaptik nörondan
salınan nörotransmitterin tipine göre belirlenmez ayrıca
nörotransmitter ile yönlenen iyon post sinaptik hücrede bulunan iyon
kanalları da önemli rol oynar. Birçok nörotransmitter etkili
oldukları reseptörler ile tanınırlar. Söz gelimi glutamat
salıveren omurgalı beyin nöronları eksitasyona neden olan
reseptörler üzerinden etkili olurlarken; g-amino bütirik asit (GABA) veya glisin
salıveren nöronlar iyonotropik inhibitör reseptörler üzerinden etkili
olurlar. (bu konuda bir istisna retinadır, ayrıca omurgasızlarda
istisna çoktur). Eksitatör ve inhibitör sinir terminallerinde bazen
yapısal değişiklikler olur.
Beyinde
iki ortak tipte sinaptik bağlantı yapısı bulunur. Gray tip
I ve II.
Tip I sinapsları
çoğu kez glutamatarjik ve eksitatördür, tip II ise çoğunlukla
GABA-erjik ve dolayısı ile inhibitördür. Tip I sinapslarda
aralık biraz daha geniştir
yaklaşık 30 nm; presinaptik aktif zon alanı 1-2 mm2,
presinaptik membran alanı yoğun, sinaptik veziküller elekron
mikroskobisi için kullanınlan fiksatifler ile işlme görünce daha
yuvarlar şekildeler. Post sinaptik membranda da çok yoğun bölgeler
bulunmaktadır.
Tip II
de sinaptik aralık 20 nm; aktif zon daha küçük 1 mm2
den az; presinaptik membrandaki yoğun alanlar daha az belirgin; sinaptik
aralıkta bazal membran çok az veya bulunmamaktadır. Karakteristik
olarak tip II vezikülleri oval veya yassılaşmış bir
görünümdedir (Şekil 12-3)
Sinaptik
sınıflamadaki morfolojik farklılıklara ek olarak
immunohistokimya (nörotransmitterin ve sentezinde yer alan enzimlerin
doğasını temel alan) tekniklerinin kullanımı sonucu
daha da güvenilir farklıklar ortaya
çıkarılmıştır.
Eksitatör Sinaptik Etki, Sodyum ve Potasyum geçiren
Glutamat-Kapılı Kanallar taraından
Düzenlemektedir
Germe reseptör nöronlarından salınan
eksitatör transmitter, beyin ve omurilikteki temel eksitatör transmitter olan
L-glutamat tır. Eccle ve ark. Spinal motor nöronlarda eksitatör post
sinaptik potamnsiyellerin Na+ ve K+ a geçirgen Glutamat
kapılı kanallar ile oluştuğunu gçstermişlerdir.
İyonik mekanizma sinir-kas
kavşağındakine benzer şekilde fonksiyon görmektedir.
Ach-kapılı kanalda olduğu gibi glutamat-kapılı
kanallar da Na+ ve K+ u hemen hemen eşit bir
geçirgenlik te taşır. Bu karşılıklı akım
sonucu membran potansiyeli 0 mV a yaklaşır (şekil 12-4 C,D)
Ekstraselüler uyarı güçlendikçe, daha çok afferent lif uyarılacak ve
ve EPSP daha da büyüyecektir. Depolarizasyon akson hillock taki (motor nöronun
entegratif bölgesi) membran potansiyelini eşik değere
ulaştıracak düzeye gelecek ve aksiyon potansiyeli
oluşacaktır.
Şekil 12-4 Na+ ve
K+ a geçirgen kanalların açılması sonucu kimyasal sinpslarda
oluşan eksitatör potansiyeller: A. Deney düzeneği B. Ia
afferent liflerde eşik altı ve eşik üstü uyaranlar. C.
Akım-clamp ile ters potansiyelin saptanması D. Voltaj clamp ile ters
potansiyelin saptanması.
Glutamat reseptörleri iki temel
kategoride incelenebilir.; (Şekil
12-5)
1- İyonotropik: doğrudan olarak iyon kanallarını kontrol eder
2-
Metabotropik: ikinci haberciler
üzerinden dolaylı olarak iyon kanallarını kontrol eder
İyonotropik Glutamat Reseptörlerinin Alt Grupları
1-
AMPA : a-amino-3-hidroksi-5-metilisoksazol-4
propionik asit
2-
Kainat : Kainat
3-
NMDA : N-metil D-aspartat
Sentetik
agonistlere göre isimlendirilmişlerdir. NMDA glutamat reseptörleri APV (2-amino-5-phosphonovaleric
asit) ile selektif olarak bloke eolurken, AMPA ve kainat reseptörleri bu
ajanla bloke olmazlar. Her iki reseptör de CNQX (6-cyano-7-nitroquinoxalin-2,3
dione) ile bloke olurlar. Bu nedenlerde AMPA ve kainat reseptörleri
non-NMDA reseptörü olarak da isimlendirilirler.
Metabotropik Glutamat Reseptörleri:
trans-(1S,
3R) -1-amino-1,3-cyclopentanedicarboxylic asit (ACPD) ile selektif olarak
aktive olurlar. (Şekil 12-5).
Glutamatın
iyonotropik reseptörlere olan etkisi eksitasyon olarak sonuçlanırken,
metabotropik reseptörler üzerinden etkisi eksitasyon veya inhibisyon
oluşturabilmektedir.
Motor nöronlarda hem
non-NMDA hem de NMDA reseptörleri bulunmaktadır. İstirahat membran
potansiyellerinde primer duysal afferent nöronlardan gelen uyarılar sonucu
ortaya çıkan yanıtta, non-NMDA iyonotropik reseptörler motor
nöronlarda EPSP nin büyük erken komponentini oluştururlar (beynin
diğer bölgelerinde de) (Şekil 12-7) .Bu reseptörler göreceli olarak
düşük bir katyon iletkenliğe sahiptirler (<
20 pS) Na+ ve K+a geçirgen ev Ca2+ a geçirgen
değildirler.
EPSP nin
geç komponentini oluşturan NMDA reseptör kanallarının üç
özelliği vardır.
1-
Yüksek iletkenliğe sahip iyon kanallarını kontrol ederler (50
pS) ve Na+ ve K+ un yanısıra Ca2+ a da
geçirgendirler. (Şekil 12-5)
2- Kanalın açılması bir
ko-faktör olarak glisinin ekstraselüler olarak bulunmasına
bağımlıdır. Kanal sadece glisinin varlığında
ççalışır. Normal koşullarda ekstraselüler glisin
yoğunluğu NMDA kanal reseptörünün çalışabileceği
miktarlarda bulunmaktadır.
3-
Açılması kimyasal haberciye olduğu kadar membran potansiyeline
de bağlıdır. Bu, diğer voltaj kontrollü kanallardan
ayıran bir özelliktir.
Voltaja
bağımlılık diğer kanallarda olmayan farklı bir
mekanizmadan kaynaklanmaktadır. Diğer kanallarda, membran
potansiyelindeki değişiklikler, intrensek voltaj sensörünü sayesinde
kanalda konformasyonel değişikliklere neden olurken NMDA ile aktive
olan kanalda ekstrensek bloker olan Mg2+ (ekstraselüler Mg2+
) açık olan kanalı kapayan bir tıkaç gibi davranı ve iyon
akışına engel olur. İstirahat membran potansiyelinde (-65
mV) da Mg 2+ kanala sıkıca bağlanır. Ancak
membran depolarize olduğunda (söz gelimi, non-NMDA reseptörleri glutamat
ile aktive olduğunda), Mg2+ elktrostatik etkiyle kanaldan
uzaklaştırılır ve Na+ ile Ca2+ un geçişine
izin verir. Bu nedenle NMDA reseptörlerinde en yüksek iyon akımı her
iki koşulun da gerçekleştiği zaman ortaya çıkar (Şekil
12-6).
NMDA
reseptörünün diğer bir özelliği de hallusinerjik bir ilaç olan
phenycyclidine (PCP melek tozu olarak da bilinir) ve MK-801 tarafından
inhibe edilmesidir. Her ikisi de kanalın iç kısmına ancak Mg2+un
bağlandığı yer dışında bir yere
bağlanmaktadırlar. NMDA reseptörünün blokajı şizofreni ile
ilişkili hallusinasyonlara benzer bir tablo oluşturmaktadır.
Ayrıca, antipsikotik ilaçlar NMDA reseptör kanalından iyon
akışını arttırmaktadırlar. Bu bulgular,
şizofrenide NMDA reseptör hasarının yer alabileceği
hipotezine yol açmıştır.
Birçok
hücrede hem non-NMDA hem de NMDA reseptörü bulunmaktadır. Mg2+
istirahat membtan potansiyelinde NMDA reseptör kanalını bloke
ettiği için EPSP lerin oluşmasında önemli bir katkısı
yoktur. Bu nedenle istirahat durumunda oluşan EPSPlerde büyük oranlarda non-NMDA reseptörlerinin
katkısı bulunmaktadır. Depolarizasyon arttıkça Mg2+ NMDA reseptör kanalından
uzaklaşır ve daha çok NMDA reseptörü açılarak bu kanallardan
iyon akışı gerçekleşir.
NMDA
reseptör kanalını diğer bir farkı göreceli olarak daha
yavaş açılıp yavaş kapanması ve bu özelliği
nedeniyle EPSP lerin geç fazına katkıda bulunurlar (şekil 12-7)
EPSP nin geç fazı, Mg2+ un kanalı bloke etmesi nedeniyle,
tek bir presinaptik sinyalden sonra zayıf bir yanıt olarak
karşımıza çıkar. Oysa presinaptik nöron ard arda sinyaller
gönderirse postsinaptik hücrede EPSP ler toplanarak 20 mV veya daha fazla bir
depolarizasyon oluşturur. Bu durumda NMDA reseptörü büyük ölçüde Ca++ un
katkısı ile daha büyük akımlara yol açar. NMDA reseptörünün
aktivasyonu sonucu, post-sinaptik hücrelerde, kalsiyuma bağımlı
enzimler ve bazı ikinci haberciler devreye girer. Bu biyokimyasal
reaksiyonlar, sinapsta bazı uzun vadeli modifikasyonlara katkıda
bulunan sinyal yollarını tetikler. Öğrenme ve bellekte sinapsta
gerçekleşen değişikliklerin önemli olduğu
düşünülmektedir. NMDA reseptörünün aktivasyonu presinaptik aktiviteye bağlı olduğu için ve uzun
süreli sinaptik modifikasyonlar ile ortaya çıktığı için
çoğu kez bu duruma aktiviteye-bağımlı sinaptik
modifikasyonlar denmektedir.
Bazı
koşulllar altında glutamat gibi eksitatör transmitterlerin
dengesizliği, hastalıkların ortaya çıkmasına neden
olabilmektedir. Yüksek miktarlarda, glutamat nöronlar için toksiktir. Beyindeki
birçok hücrede L-glutamata yanıt veren reseptör bulunmkatadır. Doku
kültürlerinde ortama yüksek düzeyde glutamat eklenmesi bir çok nöronu
öldürmektedir, buna glutamat eksitotoksisitesi adı verilmektedir. Bir çok
hücrede bu tür toksisite NMDA tip reseptörleriden Ca2+ hücre içine
girişi sorumlu tutulmaktadır. Yüksek inraselüler Ca2+,
kalsiyuma bağlı proteazları ve fosfolipazları aktive ederek
hücreye toksik olan serbest radikkalerin oluşmasına yol
açmaktadır. Strok (İnme) sonrası hücre hasarından, status
epilepsisinde tekrarlayan episodlarda ortaya çıkan hücre ölümünden,
Huntington gibi hastalığı gibi dejeneratif hastalıklarda
glutamat toksisitesinin payı olduğu düşünülmektedir. Spesifik
NMDA reseptör blokerleri, glutamatın toksik etkisini ile engelleyebilmesi
nedeniyle bugün kliniklerde kullanılmaya başlanmıştır.
İnhibitör Sinaptik Etki, Genellikle Klor Geçişini
Sağlayan
GABA ve Glisin Kontrollü Kanallardan Gerçekleşmektedir
Spinal motor nöronlarda ve
ve birçok santral nöronda inhibitör postsinaptik potansiyeller GABA ve Glisin
gibi inhibitör amino asit nörotransmitterler aracılığı ile
gerçekleşmektedir. GABA beyin ve omurilikte en sık görülen inhibitör
transmitterdir. İki reseptör üzerinden etkili olur GABAA ve
GABAB. GABAA
reseptörü, CL- kanalını kontrol eden iyonotrop bir reseptördür. GABAB reseptörü ise, ikinci
haberci mekanizmasını devreye sokan ve çoğunlukla K+
kanalını aktive edene metabotrop bir reseptördür.
Glisin
daha az sıklıkla görülür ve ayrıca Cl-
kanallarını kontrol eden iyonotropik reseptörleri aktive eder. Glisin
omurilikte internöronlar tarafından salınır ve antagonistik
kasları inhibe ederler.
Eccles
ve arkadaşları IPSP nin iyonik mekanizmalarını, spinal
motor nöronun istirahat membran potansiyelini sistemik olarak
değiştirerek ve presinaptik internöronları aksiyon potansiyeli
oluşturmak için uyararak araştırmışlardır
(Şekil 12-8). Motor nöron membranı istirahat membran potansiyeli
düzeyinde tutulduğunda (-65 mV), ve internöron uyarıldığında
küçük bir hipepolarize edici akım
oluşturulmuştur. Membran -70 mVda tutulduğunda intenöronlar
uyarılsa da bir potansiyel değişimi olmamaktadır. -70 mV
dab daha negatif potansiyellerde inhibitör internöronların
uyarılması motor nöronlarda depolarize edici akımın
oluşmasına neden olmaktadırlar. -70 mV luk ters potansiyel, Cl-
un motor nöronlardaki denge potansiyelinden kaynaklanmaktadır (Cl- ün
ekstraselüler konsantrasyonu intraselüler konsantrasyonundan daha büyüktür)
Daha sonra, volaj-clamp tekniği ile gerçekleştirilen
çalışmalarda iyonik akımın Cl- denge
potansiyelinde değiştiği gösterilmiş ve inhibitör IPSP nin
Cl- iletkenliği sonucu ortaya çıktığı
anlaşılmıştır.
GABA ve Glisin Kontrollü İyon
Kanalı Akımları Yazdırılabilir
Patch-clamp tekniği
ile tek bir GABA veya Glisin reseptör kanalında oluşan akımlar
yazdırılabilmektedir. Her iki transmitter de Cl-
kanalını kontrol etmekte, hep veya hiç kanununa (Ach ve glutamat ile
aktive olan kanallarda olduğu gibi) göre açılmaktadır. Glisin
kontröllü kanalın (46 pS) iletkenliği, GABAA ya (30 pS)
göre daha yüksektir ve bu nedenle glisinin akımları GABA ya göre daha
yüksektir (şekil 12-9). Bu fark, glisin konrollü iyon kanalı
açıklığının daha büyük olmasından
kaynaklanmaktadır.
Cl-
kanallarının açılması üzerinden gerçekleşen inhibitör etki, tek bir GABAA
reseptör aktivasyonu ile oluşan bir kanaldan elde edilen akımın,
glutamat ile tetiklenen tek bir eksitatör kanaldan elde edilen akım ile
karşılaştırılarak gösterilebilir. Eksitatör akım
0 mV da ters döner. Bu nedenle, glutamat kontrollü bir kanal normal istirahat
halinde içeri doğru bir akım oluşturacaktır, membran
potansiyelini eşik değerden geçirecektir. Buna karşın,
inhibitör akım, -60 mV dan daha negatif değerlerde
etkisizleşecek ve hatta tersine dönecektir. Bu durumda, GABA-kontrollü
kanal istirahat halinde genel olarak hiperpolarize edici akıma neden
olacak ve membranın eşik değere yaklaşmasını
engelleyecektir. (Şekil 12-9)
Klorür Kanalının
Açılması Postsinaptik Hücreyi Nasıl İnhibe Eder?
Tipik bir nöronda, dinlenme potansiyeli -65 mV dur
ve ECL den biraz daha pozitiftir, Bu nedenle dinlenim halinde
Cl- üzerindeki elektokimyasal itici güç pozitif olacaktır (Vm-
ECL). Bunun sonucunda Cl- kanallarının
açılması pozitif bir akıma neden olacaktır (dışa
doğru). Bu olguda, IPSP yük taşıyıcısı negatif
olaraka yüklenmiş olan Cl- iyonlarıdır. Bu da
membranın depolarize olmasını sağlar.
Bazı
santral nöronlar, ECL ye eşit bir membran potansiyele
sahiptirler. Bu hücrelerde Cl- iletkenliğini arttıran
sinaptik olaylar post-sinaptik membran potansiyelini değiştirmezler.
Bu durumda Cl- kanalının açılması nasıl
hücreyi uyarılmaktan alıkoyabilir.
İnhibitör
sinaptik girdiyi incelemnin bir yolu da, spontan gelişen EPSP
boyutlarını nasıl etkilediğini incelemekle olasıdır.
Bu ilişki Ohm kanunu ile açıklanabilir. EPSP
sırasında oluşan depolarizasyonun boyutu (DVEPSP)
nu hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılabilir.
(DVEPSP)
= IEPSP /gI
IEPSP =
Eksitatör sinaptik akım
gI =
Dinlenim sırasında açık olan kanallardan iletimin boyutu
Açılan inhibitör sinaptik kanalların
dinlenim iletimini arttırması sonuçta EPSP nin depolarizasyon
boyutunu düşürecektir. Bu duruma kısa devre veya şant
denmektedir (Şekil 12-16).
GABAB
reseptörlerinde olduğu gibi, bazı hücrelerde inhibisyon K+
kanallarının açılması ile gerçekleşir. K+
un denge potansiyeli -80 mV olması nedeniyle her zaman dinlenim
potansiyeline göre daha negatiftir, bu nedenle K+
kanallarının açılması, post-sinaptik membranı Cl-
kanallarının açılmasına göre daha güçlü bir biçimde inhibe
eder.
Paradoksik olarak, bazı koşullarda GABA kontrollü Cl-
kanalının açılması eksitasyona bile yol açmaktadır.
Uzun süren uyarımlar sonucu, hücre içi Cl- birikimi olabilmekte ve hatta hücre içi
konsantrasyonu iki çıkabilmektedir, bu durumda Cl- denge potansiyeli ne göre daha pozitif bir
değere ulaşabilmekte ve
kanalı açıldığında nöron depolarize olmaktadır.
Yenidoğan hayvanlarda bu durumla karşılaşmak
olasıdır. Ancak yetişkinlerde de gelişmekte ve bu
koşullarda, epileptik dejarjlara katkıda bulunan çok geniş
senkronize depolarize edici GABA yanıtlar kaydedilmektedir. Depolarize
edici GABA kontrollü yanıtlar, nöronların saniyede 40 kez aksiyon
potansiyeli doğurmaya eğilimli olduğu bölgelerde, osilasyon
aktivitesinin oluşmasında rol oynayabilmektedirler. Bu ritm beynin
geniş bölgelerinde senkron deşarjlara izin vererek beynin tek tek
nöronların sinyallerini toplayan bir mekanizmaya dönüştürmesini
sağlamaktadır.
Glutamat, GABA ve Glisin in Sinaptik Reseptörleri Transmembran
Reseptörlerdir.
İyonotropik Glutamat, GABAA ve
glisin reseptörlerinin birçok geni bugün kodlanmıştır. GABA ve Glisin reseptörü çok büyük bir
ölçüde yapısal olarak nikotinik ACh reseptörüne benzemektedir. Bu nedenle
bu treseptörler bir gen ailesinin üyeleri olarak düşünülebilir. Buna
karşın, Glutamat reseptörü farklı bir aileye ait gorunmektedir.
GABA ve Glisin Reseptörleri
Ach reseptör kanalı
gibi GABAA ve Glisin de benzer genler tarafından kodlanan 5 alt üniteden oluşmaktadırlar
(Şekil 12-10B). GABA kanal reseptörü iki a-,
iki b-
ve bir g
alt ünitesinden oluşmaktadır. GABA nın alt üniteleri Ach
reseptörüne göre birbirlerine daha benzer yapıdalar bu nedenle GABA bu alt
ünitelerden herhangi birine bağlanabilir. Glisin reseptörü üç a,
iki b alt ünitesinde oluşmaktadır ve
glisin primer olarak a alt ünitesine bağlanır.
GABA ve glisin reseptör kanalları amino ucunda büyük bir
ekstraselüler domain e sahiptirler ve ligand bağlama bölgesi
buradaır. Reseptör kanalların aktivasyonu için, GABA reseptörü için
iki molekül GABA, Glisin reseptörü için ise en az üç glisin molekülünün
reseptöre bağlanması gerekmektedir . Ekstraselüler kısmı 4
hidrofobik transmembran bölgesi izler (M1, M2, M3, ve M4). Ach reseptör
kanalında olduğu gibi, ikinci transmembran parça (M2) nin kanal
boşluğunu oluşturan kızım olduğu
düşünülmektedir. ACh reseptör kanalının M2 parçasını
oluşturan aminoasitlerin çok
farklıdır. Ach reseptör kanal boşluğunu oluşturan
aminoasitler negatif yüklü asidik rezidülerden oluşmaktadır ve
katyonlara seçici davranır. Oysa GABA ve glisin reseptör kanalında
nötral veya pozitif yüklü basik
rezidüler bulunmakta ve anyonlara seçicilik göstermektedirler.
GABA ve glisin kontrollü reseptör kanallar hastalıklarda
ve ilaç etkilerinde önemli roller oynarlar. GABA kontrollü reseptör kanallar
bir dönem klinik olarak önemli ve sosyal açıdan suistimal edilmiş üç
tip ilacın hedefidir:
·
Benzodiazepinler =
anksiyolitik ve kas gevşetici (Valium), Lorazepam (Ativan), ve clonazepam ( Klonopin)
·
Barbitüratlar =
Hipnotik Phenobarbital ve Secobarbital
·
Alkol
Dört ayrı madde;
GABA, benzodiazepinler, barbitüratlart ve alkol reseptörün farklı
yerlerine bağlanırlar ve kanalı açarlar, bu nedenle inhibitör
sinaptik iletiyi desteklerler. Aralarından birinin bölgesine
bağlanması diğerlerinin bağlanmasını
etkilemektedirler. Söz gelimi GABA reseptörüne bağlanmış
ise, benzodiazepinin veya barbituratın
GABA reseptörüne bağlanması daha güçlü olur.
Kalıtımsal bir hastalık olan ve yüksek kas
tonüsü ve gürültüye abartılı yanıtlarla karakterize startle
hastalığında
(hiperekpleksia) glisin
reseptörü a-alt
ünitesinin bir mutasyonu sorumlu tutlmaktadır. Bu mutasyonlar glisin
reseptörünün fonskiyonunu azaltmakta ve omur ilikte normal inhibitör iletinin
düzeyini azaltmaktadırlar.
Glutamat Reseptörleri
Glutamat reseptör ailesinin amino asit dizilişi, Ach,
GABA, ve glisin reseptörlerine çok az benzer. Glutamat ayrı bir ailenin
üyesidir. Glutamat reseptöçr ailesinin iki olu olan AMPA ve kainat reseptörleri
çok yakındırlar. NMDA reseptörü, diğer iki glutamat reseptörüne
biraz daha uzaktır. Glutamat kontrollü kanallar dört alt üniteden
oluşurlar. Her kanal alt ünitesi üç transmembran a-
heliksinden oluşmaktadır (Şekil 12-10C).
Kanalın boşluğa bakan yüzünü birinci ve ikinci
alt ünitenin bileşkesi oluşturmaktadır. Benzer bir yapıya,
voltaj kontrollü K+ kanallarının kanal boşluğunu
oluşturan P bölgesinde de rastlanmaktadır (Şekil 9-14). Bu
rastlantı, ligand kontrollü ve voltaj kontrollü kanallar arasındaki
köprü olasılığını düşündürtmektedir.
Glutamat reseptörlerinin bazı bakteri bağlama
poteinlerine olan benzerliği ve mutagenezis çalışmaları,
glutamat bağlama bölgesinin iki lobtan oluştuğunu
göstermektedir. Loblardan biri bir alt ünitenin büyük ekstraselüler amino uc
bölgesi, diğeri ise M3 ve M4 ü birleştiren
ekstreselüler bağlantı
bölgesidir. Bu yapı, son yıllarda geliştirilen kristallerin X-
ışınlı analizi yöntemi ile AMPA reseptörünün GluR2 alt
ünitesi için kanıtlandı (Şekil 12-10C).
AMPA ve NMDA reseptörleri farklı kanal özeliklerine
sahipler. Bu fark da kanalı çevreleyen M2 bölgesinde tek bir
amino asit rezidüsü ile ilgilidir (Şekil 12-11). Tüm NMDA reseptör alt
üniteleri nötral amino asitler içerirler, bir tek M2 bölgesinde
polar asparagin rezidüsü bulunmaktadır. Tüm AMPA reseptör tiplerinde, bu
farklı rezidü yüksüz polar glutamindir., ancak GluR2 alt ünitesinde
arginindir. Peter Seeburg ve arkadaşları, GluR2nın DNA gen
kodlamasında M2 bölgesindeki bu bölgede glutamin olduğu,
ancak mRNA işlemesi sırasında arginin ile yer
değiştirdiğini bulmuşlardır.
Editingin AMPA reseptörünün özelliklerindeki böylesine bir
dramatik etkisi bulunmaktadır. Glutamin taşıyan alt ünitelerden
oluşan AMPA reseptör kanalı NMDA rseptörü gibi Ca+2 geçirebilecek
iken, Bir tanesinde bile arginin bulunması Ca+2 geçişini engelleyecektir (Şekil 12-11). Pozitif yüklü
arginin ca+2 u elektrostatik olarak itecektir. Bazı hücreler GluR2 alt
ünitesi içermeyen AMPA reseptörü oluştururlar ve bu nedenle Ca2+
geçişi gerçekleşir bu reseptör kanallarda.
Glutamat reseptör
kanalları diğer birçok transmitterler kontrollü kanal gibi,
terminallerin karşısına gelen
post-sinaptik membtrnada yoğunlaşırlar. Bazı
postsinaptik bölgeler hem AMPA hem de NMDA reseptröü içerirler iken aynı
hücrenin başka bölgesinde sadece NMDA tip reseptörler bulunabilmektedir.
Gelişimin erken devrelerinde, sinapslar sadece NMDA tip reseptörler
içerirler. Sinaptik reseptörler, uygun bölgelere nasıl kümelenmiş ve hedeflenmiştir.? Bir hücre hücrenin hangi kısmında
hangi reseptörü bulunduracağına nasıl karar verir? Glutamat
reseptörlerin kümelenmesi için önemli bir protein PSD-95 (post-sinaptik
yoğun protein 95 kD MW) dir . PSD-95, proteinler arası ilişkiyi
sağlayabn üç tekrarlayan parçaya
sahiptir. Bunlara PDZ (ilk bulunan üç proteinin kısaltmalarından
oluşuyor; PSD-95, Drosophildeki tümör supresyon propteini ZO-1 diye
isimlendirilen bir protein)
parçaları denir. PSD-95 te PDZ parçaları NMDA tip
reseptörlerini shaker tipi voltaj kontrollü K+ kanallarına bağlar.
Böylece bu proteinleri birlikte post-sinaptik alanda
yoğunlaştırır. AMPA reseptörleri GRIP adı verilen bir
PDZ parçasına bağlanır, ve metabotropik glutamat reseptörleri
HOMER adı verilen başka bir PDZ parçasına bağlanırlar.
Reseptörler arası ilişkiyi sağlamak dışında PDZ
yi oluşturan proteinler diğer hücresel proteinlere de bağlanarak
post-sinaptik yapıyı oluştururlar.
Santral Sinir Sisteminde Diğer
Reseptör-Kanallar
Serotonin (5-HT)
nörotransmitterinin hızlı eksitatör etkileri ligand kontrollü kanal
sınıflamasının 5-HT3 ü tarafından
yönlendirilir. Bu iyonotropik
reseptörlerin dört transmembran segmenti bulunmakta ve nikotinik Ach
reseptörlerine benzemektedirler. Ach kontrollü kanallar gibi 5-HT3 kontrollü
kanallar monovalan katyonlara geçirgendirler ve 0mVda ters potansiyel
geliştiriler. Beynin bazı bölgelerinde hızlı eksitatör
sinaptil iletiden sorumlu oldukları düşünülmektedir.
Transmitter kontrollü iyon kanallar ailesinin üçüncüsü
adenosine trifosfat (ATP) reseptörleri olarak tanımlanmaktadırlar ve
bazı sinapslarda transmitter olarak görev almaktadırlar. Purinerjik
olarak isimlendirilen bu sinapslar otonomik gangliyaların sempatik
nöronları tarafından innerve edilen düzkas hücrelerinde gözlendikleri
gibi bazı santral ve periferik nöronlarda da bulunmaktadır. Bu
sinapslarda ATP iyon kanalını aktive eder ve hem monovalan hemde hem
de Ca2+ geçişine yol açar. Ters potansiyel 0mVdur. ATP reseptör
ailesini kodlayan bazı genler
klonlanmıştır (P2x
reseptörleri) . Amino asit dizisi ile diğer iki gruptan da
ayrılmaktadır. Bugün transmembran topografisi henüz tam
netleşmemekle birlikte, bu kanalların bir biri ile büyük bir
ekstraselüler halka ile birleşen sadece iki transmembran parçasından
oluştuğu düşünülmektedir (Şekil 12-10A).
Eksitatör ve İnhibitör Sinyaller Hücre Tarafından
Tek Bir Yanıta Dönüştürülür
İster beyinde olsun,
ister omurilikte santral sinir sistemindeki her nöron sürekli bir biçimde
diğer nöronlar tarafından sinyal bombardımanına
tutulmaktadır. Tek bir motor nöron 10,000 kadar farklı presinaptik
terminal tarafından innerve edimektedir. Bu sinyallerin bir
kısmı eksitatör diğer kısmı inhibitör, bir
kısmı zayıf bir kısmı ise zayıf sinyallerden
oluşmaktadır. Bazı sinyaller, apikal dentritlerin uç
noktasında alınmakta, diğerleri proksimal dendritlerde, bir
kısmı dendritik gövdede diğerleri dendritik
çıkıntılardan alınmaktadır. Farklı sinyaller
birbirlerini destekleyebilirler veya etkilerini azaltabililer.
Tek bir presinaptik nöron tarafından oluşturulan
sinaptik potansiyeller tipik olarak küçük ve post-sinaptik membranda
potansiyeli eşik değerine yaklaştıracak kapasitede
olmamaktadırlar. Bir motor nöronda germe reseptör afferentleri
tarafından oluşturulan EPSPler genlik olarak 0.2-0.4 mV kadardır. Eğer EPSP ler
lineer olarak toplanabildiğini düşünsek bile (ki böyle
olmadığı biliniyor). En az 25 afferent nöronun aynı anda
ateşleyerek bir motor nöronda aksiyon potansiyeli oluşturma için
eşik değere ulaştırmaya yönelik 10 mV luk bir depolarizasyona
yol açabileceklerdir. Bu durumda bile eksitatör sinyaller alan bir nöron
aynı zamanda inhibitör sinyaller de alabilmektedir. Bu nedenlerle
sinyallerin oluşturacağı net etki birkaç faktöre bağlı
olarak gelişecektir
1- Bölge
2- Boyut
3-Sinapsın
şekli
4-Diğer
sinerjistik veya antagonistik sinapslara olan komşuluğu
Birbiriyle
yarışan bu sinyallerin post-sinaptik nöron tarafından entegre
edilmesi işlevine nöronal entegrasyon denmektedir. Nöronal entegrasyon,
sinir sisteminin bütün olarak karşı karşıya
kaldığı karar verme
işinin, hücre düzeyindeki yansımasıdır. Her hangi
bir zamanda hücrenin iki seçeneği bulunmaktadır; aksiyon potansiyeli
oluşturmak veya oluşturmamak. Charles Sherrington beynin birbiriyle
yarışan alternatifler arasından seçme yeteneğini, sinir
sisteminin entegratif hareketi olarak yorumlamaktadır, ve Karar verme yi
beynin en temel işlemi olarak olarak değerlendirir.
Motor nöronlarda ve birçok internöronda aksiyon potansiyeli
oluşturma kararı, aksonun ilk segmenti olan akson hillock da
gerçekleşir. Hücre membranının bu bölgesinde aksiyon potansiyeli
eşiği hücre gövdesi veya dendritlere göre daha düşüktür,çünkü
akson hillock da daha çok voltaj kontrollü Na+ kanalı
bulunmaktadır. Bu nedenle her
depolarizasyon bir birim artış nöronun diğer bölgelerine oranla
bu bölgede daha çok Na+ kanalı açılmasına neden olmakta ve iyon
akımına yol açmaktadır. Aksin hillock ta eşik değer
-55 mV dur ve istirahat membran potansiyelinde (-65 mV) 10 mV luk bir
depolarizasyon impuls oluşturu oysa hücre gövdesinde eşik değer
-35 mV dur ve hücrenin aksiyon potansiyeli oluşturması için en az 30
mV luk bir depolarizasyon gerekmektedir. Bu nedenlerle hücrede ilk alsiyon
potansiyeli oluşan membran akson hillock bölgesindeki membrandır ve
aynı zamanda oluşan aksiyon potansiyeli buradan akson boyunca
iletilmektedir (Şekil 12-12).
Nöronal entegrasyon, tetikleme bölgesine pasif olarak
yayılan sinaptik potansiyellerin toplamı olduğuna göre, nöronun
iki pasif membran özelliğinden etkilenecektir:
1- Zaman sabiti: Temporal
sumasyonu etkiler. Uzun zaman sabiti olan nöronlarda sumasyon kapasitesi
yüksektir. Şekil 12-13A)
2- Uzunluk sabiti: Depolarize edici akım pasif olarak
yayıldıkça azalır. Uzunluk sabiti büyük olan hücrelerde
sinyaller tetikleme bölgesine en küçük azalma ile ulaşırlar. Tek bir
sinaptik potyansiyel tetikleme bçlgesinde ateşleme
yapamayacağından farklı bölgelerdeki potansiyeller
toplanmalıdır (spasyal sumasyon) (Şekil 12-13B)
Önceleri, dendritlerden
sinyallerin aşağıya inmesi pasif bir süreç olarak kabul edilirdi,
bugün biliyoruz ki, bir çok dendrit, ligand kotrollü kanallar
dışında, voltaj kontrollü Na+, K+ ve Ca2+
kanalları da içermektedirler. Voltaj kontrollü Na+ ve Ca2+
kanallarının bir görevi de EPSP leri yükseltmektir. Bazı
nöronların dendritlerinde, lokal tetikleme bölgesi olarak işlev
görecek miktarda voltaj kontrollü kanal bulunmaktadır. Bu bölgeler dendritin farklı
bölgelerinden gelen zayıf sinyalleri
güçlendirirler. Bir hücrenin birkaç dendritik tetikleme bölgesi bulunuyorsa,
her biri eksitatör ve inhibitör sinyalleri toplayarak eşik seviyesini
geçiyorsa genellikle voltafa duyarlı Ca2+ kanalları
aracılığı ile aksiyon potansiyeli geliştirebilirler.
Ancak genel olarak dendritlerin voltaj kontrollü Na+ ve Ca2+
kanal sayıları aksiyon potansiyelerini desteklemeye ve yeniden yaratamaya yeterli
değildirler. Burada oluşan aksiyon potansiyelleri, hücre gövdesine ve
akson hillocka elektrotonik olarak ilerlerler ve diğer sinyaller ile
entegre edilirler.
Dendritik voltaj kontrollü kanallar ayrıca, akson hillock
tarafından geliştirilen aksiyon potansiyellerini dendritik
ağın uç noktalarına kadar tersine taşınmasında
katkıda bulunurlar. Bu tesine taşınma işlemi
çoğunlukla voltaj kontrollü Na+ kanalları
aracılığı ile olur. Geri yayılmanın önemi tam
olarak bilinmemesine rağmen, NMDA reseoptöründeki akımını
voltaja bağımlı Mg2+ bloğunu etkileyerek
düzenleyebileceği düşünül-mektedir. Ayrıca, Ca2+ görüntüleme
çalışmaları, aksiyon potansiyelinin geri yayılımı
sırasında presinaptik uyarı ile eşleşirse büyük
dendritik Ca2+ sinyallerine yol açtığı
gösterilmiştir. Bu Ca2+ yanıtı, tek başına
sinaptik uyarımla veya aksiyon potansiyelle elde edilen Ca2+
sinyallerinin toplamından daha büyüktür.
Bu nedenle bugünkü görüşe göre, dendritler sinir
hücrelerinin sinaptik sinyallerin hücre gövdesine taşınmasında
güçlü ortograt etkiye sahip ve
aynı zamanda hücre gövdesinde ve akson hillock da oluşan aktiviteye
bağlı enformasyonu dendritik sinapslara retrograt taşıyan,
karmaşık, entegratif kompartmanıdır.
Tek Bir Nöronda Yer Alan Sinapslar İşlevlerine Göre
Gruplanırlar
Sinir hücresinin dört bölgesi de -akson, terminal, hücre
gövdesi ve dendritler- presinaptik veya postsinaptik bölgeler olabilirler. En
sık görülen bağlantı tipleri akso-aksonik, akso-somatik ve
akso-dendritiktir (Şekil 12-14) Aksodendritik sinpslar dendritin gövde
veya çıkıntısında olabilirler. Dendodenritik
bağlantılar da vardır ancak çok az sıkıkla
karşılaşırız.
Sinapsın post-sinaptik hücredeki tetikleme bölgesine olan
uzaklığı işlevsel etkinliği açısından önemlidir.
Aksosomatik bölgede oluşan sinaptik akımlar, uzak bir bölgedeki
aksodendritik bağlantılara oranla, tetikleme bölgesine daha güçlü
sinyaller ulaştırabilmektedirler (Şekil 12-15).
Hücre Gövdelerindeki Sinapslar Daha
Çok İnhibitördürler
İnhibitör uyaranalrın da uyarı bölgesi
işlevsel etkinliği açısından önemlidir. İnhibitör
kısa devre etkiler, akson segmentinin başlangıcında daha
belirgindirler. Dendritte oluşan eksitatör akımlar ilk akson
segmentine ulaşırken hücre gövdesinden geçmek zorundadırlar. Hücre
göcdesindeki inhibitör etkiler, Cl- kanallarını açarlar ve Cl-
akımı arttırırken, yayılmakta olan eksitatör
akımlardan oluşan depolarizasyonu azaltırlar. Sonuç olarak,
tetikleme bölgesinde, eksitatör akımın etkisi azalır (Şekil
12-16). Buna karşın, dendritlerin uzak bir parçasında
oluşan inhibitör olayların eksitatör etkiyi baskılaması çok
zordur. Bu nedenle beynin güçlü inhibitör girdileri sıklıkla
nöronların hücre gövdesinden kaynaklananlardır.
Dendritik
Çıkıntılardaki Sinapslar Daha Çok Eksitatördürler
Santral
nöronlar sıklıkla 20-40 ana dendrite sahiptirler bu dendritler de
daha ince dallara ayrılırlar. Her dalın iki temel sinaptik
bölgesi vardır. Gövde ve çıkıntı. Dendritik
çıkıntılar, dendritik gövdeye ince bir boyunla
bağlanmış ve daha künt bir başa sahip, ileri düzeyde
özelleşmiş sinyal alma bölgesidir (Şekil 12-3). Her
çıkıntıda en az bir sinaps bulunur. Bazı kortikal
nöronlarda -hippokampusun CA1 bölgesindeki piramidal nöronlar gibi -
çıkıntı başı, non-NMDA ve NMDA tip glutamat
reseptörleri içerir. Postsinaptik reseptörler bir materyal içine gömülü
olduğu ve elektronmikroskopik kesitlerde yoğun görünmesi
nedeniyle post sinaptik dansite olarak
da tanımlanırlar. Membranın bu yoğun
kısımları Ca2+/kalmodulin bağımlı
protein kinaz II açısından
zenginidr. Bu kinazlar, çıkıntıda bulunan NMDA reseptör
kanalından geçen Ca2+ ile aktive olurlar.
Çıkıntının ince boyun Ca2+ daki
artışın yayılmasını engellerler. Bu nedenle her
çıkıntı ayrı bir biyokimyasal kompartman olarak
değerlendirilir.
Akson Terminallerindeki Sinapslar Daha
Çok Düzenleyicidirler
Aksodendritik
ve aksosomatik bağlantıların aksine, akso-aksonik
sinapsların post-sinaptik hücrenin tetikleme bölgesi üzerinde her hangi bir etkisi bulunmaz. Daha
çok post-sinaptik nöronun transmitter salınımını kontrol
ederler.
GENEL BAKIŞ
v
Sinir-kas kavşağındaki sinaptik
iletinin birçok prensibi, santral sinir sisteminde de geçerli olmakla birlikte,
bazen periferik ve santral sinaptik etkiler farklılaşabilirler:
·
Santral sinir sisteminde sinaptik ileti eksitatör
veya inhibitör olabilirler
·
Santral sinir sisteminde EPSP 1mV dan küçük
olabilir, iskelet kasında 70mV kadardır
·
Santral nöronlar yüzlerce presinaptik gridi
alırken tek bir kas lifi sadece bir motor nöronla innervedir
v
Beyin ve omurilikteki temel eksitatör transmitter
glutamattır, ve bugüne kadar birkaç tip post-sinaptik iyonotropik reseptör
bildirilmiştir.
Non-NMDA ( AMPA ve kainat) reseptörler birbirine benzerler ve
birlikte bulunrular. Nikotinik Ach reseptörleri gibi Na+ ve K+
geçişine izin verirler ve ters potansiyelleri 0 mV dur. Bu kanallardan
hızlı iyon geçişi EPSP nin hızlı erken tepe
noktasını oluşturular.
Glutamat reseptörlerinin ikinci tipi olan NMDA, reseptörünün kanalı Na+ ve K+
iyonalrı dışında Ca2+ geçişine de izin verecek
biçimdedir. Tüm iyonotropik kanallar arasında, voltaja da
bağımlı olması nedeniyle farklı bir yere sahiptir.
İstirahat halinde iken, ekstraselüler Mg2+ ile blokedir,
membran depolarize olduğunda Mg2+ bloğu ortadan kalkar. NMDA
reseptör kanallarının açılabilmesi için hem glutamat hem de
depolarizasyonun varlığı şarttır. NMDA reseptör
kanalı aktivasyon kinetiğinin yavaş olması sonucu, bu
kanallardan iyon geçişi, EPSP nin geç komponetine katkıda
bulunmaktadır. Ca2+ un NMDA reseptör kanalarından
geçişi, sağlıkta ve hastalıkta önemli roler
oynamaktadır. Normal miktarlarda Ca2+ bazı bellek tiplerinin
oluşmasında gerekli sinyal yollarını tetiklemektedir.
Fazxla miktarlarda ise beyin hasarına yol açmaktadır.
Üçüncü
glutamat reseptör tipi olan metabotropik reseptörler, iyon kanallarında,
ikinci haberciler üzerinden etkili olmaktadırlar.
v
Bir nöron aksiyon potansiyeli için gerekli olan
eşik değere ulaşıp ulaşmamakta karar verirken,
binlerce eksitatör ve inhibitör sinyali entegre eder. Bu sinyallerin
toplanmasında hücrenin pasif özellikleri önemli rol oynarlar; zaman ve
uzunluk sabitleri. Bir sinapsın yeri de etkinliğinin
anahtarıdır. Eksitatör sinasplar dendritlerde yerleşmeye
eğilimli iken, inbibitor sinapslar çoğunlukla hücre gövdeside yer
alırlar ve burada hücrenin dendritlerinde aksona ulaşmakta olan
eksitatör sinyalleri etkilerler. Hücredeki girdilerin net toplamı hücrede
en çok Na+ kanalı barındıran ve bu nedenle aksiyon potansiyeli
oluşturmada en düşük eşik değere sahip olan akson hillock
bölgesinde gerçekleşir.
v
Bazı transmiterlerin hem inhibitör hem de
eksitatör reseptörleri kontrol etmesi nedeniyle, sinaptik potansiyelin
niteliği, transmitter değil, reseptör tarafından
belirlenmektedir.
Santral sinir sisteminde inhibitör
reseptörleri aktive eden en yaygın inhibitör transmitterler GABA ve
glisindir. GABA iki tip inhibitör reseptörü aktive eder:
1-GABAAreseptörü:
İyonotropik Cl- e geçirgen
2-GABABreseptörü:
Metabotropik, G-proteini üzerinde ya K+ un permeabilitesini
arttırılar ya da voltaj kontrollü Ca2+ kanallarını
baskılarlar.
GABAA
kanalının açılması Cl- iyonunun geçişine
izin verir ve hücre hiperpolarize olur. Ayrıca, bu lkanalların
açılması istirahat membran iletkenliğini arttırarak
hücredeki eksitatör akımlar açısından kısa devreye neden
olur.Önemli üç ilaç grubu ; benzodiazepinler, barbitüratlar ve alkol, GABAA ya
bağlanarak kanaldan GABA ya
yanıt olarak ortaya çıkan Cl- akışını
arttırırlar.
v
Transmitter kontrollü kanallar
klonlandığında üç ana gen ailesi
oluşturmuşlardır.
1-Nikotinik
Ach reseptörleri ,GABA ve glisin reseptörleri, 5-HT3 :
Çoklu alt üniteye sahiptirler (sıklıkla 5 tane), her alt ünite dört
tane transmembran segmentten oluşmaktadır. GABA ve glisin, anyon
geçişine izin verdikleri için katyon geçişine izin veren Ach
reseptörlerine oranla, birbirlerine daha çok benzerler.
2- Glutamat
reseptörleri: Akt ünitelere sahiptirler ancak farklı olarak
her alt ünitenin üçer transmembran parçası bulunmaktadır
3- ATP
Reseptörleri: İki transmembran parçaları bulunmaktadır.
v
Bu bölümdeki tartışmaların çoğu
Bölüm 2 ve 3 deki nöron modeli temel alınarak oluşturulmuştur.
Bu modele göre , dentritik ağaç nöronun alıcı kutbu, akson
sinyal taşıyan kısmı ve aksıon sonu sinyalş
ileten kutbudur. Bu modele göre sinir sisyteminin sinyal birimi nöron bilgiyi
alır ve verir. Gerçekte beynin birçok bölgesinde nöronlar bu kadar
yalın değildirler. Motor ve duyu sistemlerinde göreceğimiz gibi,
birçok beyin bölgesinde hücreler bilgiyi alma ve verme dışında
transforme de etmektedirler.