Neuroner - epilepsi !

En ganske interessant opgave.

Lad os starte med; hvad tænker du selv til spørgsmål A?

Altså, jeg ved at der ved natriumkonentrationen er højere ekstracellulært end intracellulært. Og hvis der kommer en stor mængde natrium ind i hjernecellerne, må der ske det en diffusion eller?

Jeg ved ikke lige hvordan jeg skal tænke...

Det er ikke det, de spørger om. Læg mærke til, at de ikke spørger om hvordan natrium kommer ind i cellen, men de spørger om, hvad der sker.

Teoretisk, for forståelse af processen

Det er korrekt, at natrium er højt ekstracellulært og lavt intracellulært. Det er lige omvendt med kalium. Dette bevirker, pga. den tilfældige bevægelse af ioner, der finder sted, at der statistisk set altid vil være mere natrium der bevæger sig ind i cellen, end der er natrium, der bevæger sig ud af cellen - igen lige omvendt med kalium. Samtidigt sidder natrium/kalium-pumpen i cellemembranen og sørger for, at der konstant er mere natrium uden for cellen end inden for cellen (og omvendt med kalium....!).

Pga. diffusionen af natrium ind i cellen, diffusionen af kalium ud og arbejdet fra natrium/kalium-pumpen vil der netto flyttes én positiv ladning mere ud af cellen, end der bliver flyttet ind i cellen. Dette bevirker, at der bliver negativt inde i cellen ift. uden for cellen. Dette kaldes membranpotentialet.

Membranpotentialet udnyttes af cellen, og især rigtig meget af neuroner. Neuronet har indbygget specielle proteiner i sin membran, som tillader natrium at komme ind. Fidusen er, at disse kanalproteiner KUN er åbne ved et membranpotential over en bestemt værdi. Der findes forskellige måder at manipulere med membranpotentialet, så det enten vil stige eller falde, og hvilke celler der er følsomme over for den enkelte metode bestemmes af, hvilken slags celle det er. For eksempel indeholder en strækreceptors cellemembran også kanalproteiner, men disse kanalproteiner åbner istedet ved stræk og tryk på cellen.

Når eksempelvis en sådan strækreceptor åbnes, så vil natrium strømme ind i cellen via den. Det vil medføre at membranpotentialet bevæger sig mod 0 (det starter på -70mV, så vidt jeg husker). Når det når en bestemt værdi vil de spændingsfølsomme natriumkanaler åbne sig og natrium vil hurtigt strømme ind i cellen. Dette bevirker, at der bliver en positiv ladning inde i cellen, og denne ladning bliver kanaliseret videre via cellens axon/dendrit. Det er altså et aktionspotential, der her måles.

Opgavemæssigt:

Opgave A består derfor i at forklare hvilken vej membranpotentialet vil forskydes, hvis natrium træder ind i cellen. Samtidigt skal du forklare, hvad det gør ved følsomheden over for cellen (hvor meget der skal til for at udløse et aktionspotential). Prøv at læse det jeg har skrevet, og sammenfat det til et svar på spørgsmålet.

Nåå, jamen så vil det vel sige at membranpotentialet vil forskydes mod 0, da der strømmes natrium ind i hjernecellerne. 

Men jeg kan ikke se hvordan jeg kan finde ud af hvor meget der skal til for at udløse et aktionspotentiale?

Lige præcis med membranpotentialet. Der sker en depolarisering.

Altså, de natriumkanaler der skal åbnes for at udløse et er spændingsafhængige. De åbner, når membranpotentialet stiger (læg mærke til at fra -70mV til 0 mV sker en stigning). Dvs. jo tættere vi når på 0, jo større sandsynlighed er der for at kanalerne åbner, og dermed er følsomheden for de pågældende celler stor.

Ah, mange tak! :-)

Men hvad så med de andre opgaver? Kan du hjælpe mig med dem også?

Ja, hvordan kunne det tænkes? Jeg kan fortælle, at der også findes kanaler, der åbnes hhv. eller holdes lukket af forskellige transmitterstoffer.

Så de hæmmende signalstoffer lukker kanalerne, mens de aktiverende åbner?
Tror igen ikke jeg forstår spørgsmålet (opg b)

De hæmmende signalstoffer kunne eventuelt tænkes at lukke kanalerne, så membranpotentialet blev mindre (så det er svært at udløse et aktionspotential) mens de aktiverende kunne tænkes at gøre membranpotentialet mere positivt (så det blev tilsvarende nemmere).

ok, det kan jeg også godt se nu. 

Jeg skal lige være sikker på en ting i a'eren:

a) Forklar hvordan nervecellens membranpotentiale påvirkes i dette tilfælde og hvilken betydning det har i forhold til tærskelværdien for udløsning af aktionspotentialer.

Da der lukkes en stor mængde Na+ ind i hjernecellerne, sker der en forskydning af  membranpotentialet mod 0mv. - men hvorfor lige mod 0?
Der sker en depolarisering. - igen hvorfor?

Kunne være rigtig rart hvis du kunne nå at svare imorgen tidlig/formiddag - er nemlig det sidste spørgsmål jeg har! :-)

På forhånd tusinde mange tak for forklaringerne og forståelsen! 

Membranpotentialet er negativt, idet natrium/kalium-pumpen smider 3 natrium ud af cellen og tager 2 kalium ind. Da de begge har +1 som ladning, må der derfor netto blive fjernet én positiv ladning, for hver gang pumpen har kørt en cyklus. Dermed er membranpotentialet negativt (-70mV). Når du åbner natriumkanaler, så strømmer positive ioner ind i cellen, hvorfor membranpotentialet går mod 0.

Depolarisering kaldes det, når potentialet (dvs. spændingen, dvs. forskellen i ladning på indersiden ift. ydersiden af membranen) går mod 0. Når der er lige så positivt inde i cellen som der er uden for er der intet membranpotential, og membranen siges at være depolariseret. Når membranpotentialet bevæger sig tættere på 0 sker der derfor en depolarisering (selvom den måske ikke når at blive depolariseret 100%).

Mange tak for hjælpen!

Hej ElisabethAHK, kan se du har lavet den samme opgave som jeg også skal til at lave. Kunne du måse evt hjælpe mig med opg b? :)

b) Forklar hvordan transmitterstoffer i henholdsvis hæmmende og fremmende synapser kan påvirke den postsynaptiske nervecelles membranpotentiale?