Молекулярная неврология
-
Молекулярная неврология
- Раздел неврологии, изучающий концепции молекулярной биологии в нервной системе животных
- Включает темы молекулярной нейроанатомии, передачи сигналов, генетики и эпигенетики, нейропластичности и нейродегенеративных заболеваний
-
Поиск нейромедиаторов
- Нейромедиаторы регулируют важные функции организма
- Методы маркировки и иммуноцитохимии используются для идентификации нейромедиаторов
-
Управляемые напряжением ионные каналы
- Возбудимые клетки имеют ионные каналы, управляемые напряжением
- Натриевые и калиевые каналы важны для потенциалов действия
-
Ионные каналы натрия
- Натриевые каналы обеспечивают приток ионов Na+ в нейрон
- Натриевые каналы работают совместно с калиевыми каналами
-
Ионные каналы калия
- Калиевые каналы стабилизируют клеточную мембрану
- Активация калиевых каналов зависит от деполяризации
-
Ионные каналы кальция
- Кальциевые каналы важны для клеточных сигнальных каскадов и высвобождения нейромедиаторов
- Кальциевые каналы взаимодействуют с внутриклеточными белками
-
Рецепторы
- Различные типы рецепторов включают ионотропные и метаботропные
- Ионотропные рецепторы быстро передают сигналы, метаботропные — медленно
-
Ионотропные рецепторы
- Никотиновые, ГАМК- и глутаматные рецепторы регулируют поток ионных каналов
- ГАМК-рецепторы тормозят нервную активность, глутаматные рецепторы возбуждают
-
Метаботропные рецепторы
- Медленно реагируют, активируют внутриклеточные ферменты и каскады
- Включают глутаматные, мускариновые ACh-рецепторы, ГАМК-рецепторы и рецепторные тирозинкиназы
-
Сигнальный каскад G-белка
- Нейромедиатор связывается с рецептором
- Рецептор связывается с G-белковым комплексом
- GTP заменяется на GTP при связывании комплекса G-белка с рецептором
- Α-субъединица комплекса G-белка связывается с GTP и отделяется для связывания с белком-мишенью
- Связывание с белком-мишенью увеличивает или уменьшает скорость образования вторичного мессенджера
- GTPase гидролизует α-субъединицу, возвращая её в неактивный G-белковый комплекс
-
Высвобождение нейромедиаторов
- Нейромедиаторы высвобождаются в виде квантов через синапс
- Кванты идентифицированы как синаптические пузырьки
- Два типа везикул: маленькие синаптические сосуды и большие везикулы с плотным ядром
- Нейромедиаторы связываются с постсинаптическими дендритами
- Высвобождение нейромедиаторов зависит от кальция
-
Экспрессия нейрональных генов
- Половые различия контролируются половыми хромосомами
- Половые гормоны влияют на половой диморфизм мозга
- Половая экспрессия генов варьируется от вида к виду
- Исследования на грызунах и Drosophila показали, что половые различия могут быть не связаны с гормональным контролем
-
Эпигенетика мозга
- Вариации в экспрессии генов влияют на функции мозга
- Эпигенетические механизмы включают модификации гистонов и метилирование ДНК
- Эпигенетические изменения влияют на частоту заболеваний мозга и психических расстройств
- Примеры: метилирование генов рРНК в гиппокампе, влияние жестокого обращения на экспрессию эпигенетических меток
-
Молекулярные механизмы нейродегенеративных заболеваний
- Эксайтотоксичность вызывает гибель нейронов
- Болезнь Альцгеймера связана с отложением β-амилоидного пептида
- Болезнь Паркинсона вызвана потерей дофаминергических нейронов
- Болезнь Хантингтона вызвана отсутствием тормозных сигналов от средних шиповидных нейронов