Textbook Notes (369,072)
Canada (162,367)
Psychology (1,468)
PSYCH 2NF3 (59)
Chapter 5

Chapter 5- Communication Between Neurons.docx

8 Pages

Course Code
Ayesha Khan

This preview shows pages 1,2 and half of page 3. Sign up to view the full 8 pages of the document.
Psych 2NF3: Basic and Clinical Neuroscience Chapter 5: Communication Between Neurons Otto Loewi ­ Loewi’s experiment consisted of electrically stimulating a frog’s vagus nerve,  which leads from the brain to the heart, while the heart was immersed in a fluid­ filled container ­ Another heart was placed in another container connected to the fluid of the first  but was not electrically stimulated ­ The electrical stimulation decreased the rate of the first heart, and the fluid  transferred form the first to the second container slowed the rate of beating of the  second heart too ­ Vagus nerve contains a chemical that tells the hear to slow its rate of beating ­ Chemicals from the vagus nerve and the accelerator nerve modulate the heart rate Neurotransmitter Discovery ­ Acetylcholine: communicates a message to inhibit or slow a frog’s heart rate ­ Epinephrine: carries an excitatory message to speed up the frog’s heart rate ­ Groups of neurons that release a chemical neurotransmitter of a certain type are  named after that neurotransmitter • Cholinergic: release Ach • Epinephrine neurons • Noradrenergic ­ Cholinergic neurons and noradrenergic neurons play complementary roles in  controlling many bodily functions in the autonomic nervous system: rest and  digest for acetylcholine in the parasympathetic ANS and fight or flight to  summarize the collective excitatory actions of norepinephrine neurons in the  sympathetic ANS ­ Each neurotransmitter can be either excitatory or inhibitory: its actions is  determined by the receptor with which it interacts • Acetylcholine mediates rest­and­digest behaviour, but is excitatory on  body muscles connected to the somatic nervous system The Structure of Synapses ­ The three main parts of a synapse are an axon terminal (presynaptic memrbrane),  the membrane encasing the tip of an adjacent dendritic spine (postsynaptic  membrane) and the very small space separating these two structures (synaptic  cleft) ­ Within the axon terminal are many specialized structures, including mitochondria,  synaptic vesicles and tubules that give the terminal button its shape ­ In some axon terminals, larger storage granules hold a number of synaptic  vesicles Steps in Neurotransmission 1. During synthesis, either the transmitter is created by the cell’s DNA or its building  blocks are imported and stored in the axon terminal • Neurotransmitters are derived in two basic ways: some are synthesized as  proteins in the cell body and transported on microtubules to the axon  terminal. Others are synthesized in the axon terminal from building blocks  derived from food. • Quicker­acting class derived form nutrient building blocks and a slower­ acting class of proteins derived from DNA • Stored in three ways a) Some are collected in storage granules b) Others are attached to the microfilaments in the terminal button c) Others are attached to the presynaptic membrane, ready to release a  neurotransmitter into the synaptic cleft 2. During release, the transmitter is transported to the presynaptic membrane and  released in response to an action potential • Action potential triggers the release of a neurotransmitter from a  presynaptic membrane rich in voltage­sensiti2+ calcium channels • Surrounding extracellular fluid is rich in Ca • Action potential allows for influx of calcium which binds to calmodulin:  Releases vesicles bound to the presynaptic membrane  Releases vesicles bound to filaments in the axon terminal • Neurotransmitters released through exocytosis 3. During receptor action, the transmitter traverse the synaptic cleft and interacts  with receptors on the membrane of the target cell • Neurotransmitters bind to receptors • The type of neurotransmitter and the kind of receptors determine whether  the neurotransmitter:  Depolarizes the postsynaptic membrane and so has an excitatory  action  Hyperpolarizes the postsynaptic membrane and so has an  inhibitory action  Initiates other chemical reaction sequences that can modulate  either the excitatory of the inhibitory effect or influence other  functions of the postsynaptic neurons  Creates new synapses  Brings about other changes in the cell • Neurotransmitters may interact with autoreceptors that may influence the  cell that just released it • The amount of neurotransmitter released depends on the amount of  calcium that enters the axon terminal in response to the action potential  and the number of vesicles docked at the cell membrane 4. During inactivation, the transmitter either is drawn back into the axon of the  presynaptic cell or breaks down in the synaptic cleft. Otherwise, it would continue  to work indefinitely a) Diffuse away from the synapse b) Be degraded by enzymes in the synaptic cleft c) Be brought back up into the axon terminal in a process called reuptake d) Be taken up into neighbouring glial cells • Id the terminal is not put to frequent use, enzymes there may break down  excess transmitter. The by­products of this breakdown are then put to other  uses or excreted from the cell • If the terminal is very active, the amount of neurotransmitter made and  stored there increases Types of Synapses ­ Synaptic variations: • Axodendritic synapse: the axon terminal of a neuron meets a dendrite or  dendritic spine of another neuron • Axomuscular synapse • Axosomatic synapse: axon terminal ends on a cell body • Axoaxonic synapse: axon terminal ends on another axon • Axosynaptic synapse: axon terminal ends at another terminal • Axoextracellular synapses: axon terminal that have no specific target but  instead secrete their transmitter chemicals non­specifically into the  extracellular fluid • Axosecretory synapse: axon terminal synapses with a tiny blood vessel  called a capillary and secretes its transmitter directly into the blood • Dendrodendritic synapses: dendrites may send messages to other dendrites ­ Excitatory and inhibitory messages: • Excitatory = type 1; inhibitory = type 2 • Excitatory synapses are typically located on the shafts or the spines of  dendrites, whereas inhibitory synapses are typically located on a cell body • Excitatory synapses have round synaptic vesicles, whereas vesicles of  inhibitory synapses are flattened • The material making up the presynaptic and postsynaptic membranes is  denser at an excitatory synapse than it is at an inhibitory synapse, and the  excitatory synaptic cleft is wider • Active zone on an excitatory synapse is larger than that on an inhibitory  synapse • Excitatory dendritic tree and an inhibitory cell body: excitation comes in  over the dendrites and spreads to the axon hillock, where it may trigger an  action potential that travels down the axon. If the message is to be  inhibited, the most efficient place to inhibit it is close to the axon hillock,  the origin of the action potential. Varieties of Neurotransmitters 1. The chemical must be synthesized in the neuron or otherwise be present in it 2. When the neuron is active, the chemical must be released and produce a response  in some target cell 3. The same response (receptor action) must be obtained when the chemical is  experimentally placed on the target 4. A mechanism must exist for deactivating or removing the chemical from its site of  action after its work is done ­ A chemical that is suspected of being a neurotransmitter but has not yet met all  the criteria for proof is called a putative (supposed) transmitter ­ All motor­neuron axons leaving the spinal cord are cholinergic, and each has an  axon collateral within the spinal cord that synapses on a nearby CNS interneuron.  The interneuron, in turn, synapses back on the motor neuron’s cell body. This  circular set of connections is termed a Renshaw loop Classifying Neurotransmitters ­ A neurotransmitter may carry a message from one neuron to another by  influencing the voltage on the postsynaptic membrane; it may also induce effects  such as changing the structure of a synapse ­ Some transmitters are gases ­ We can classify neurotransmitters into three groups on the basis of their chemical  composition: small­molecule transmitters, neuropeptides, and transmitter gases Small­Molecule Transmitters ­ Small organic molecules ­ Synthesized and packaged for use in axon terminals, and they act relatively  quickly at the synapse compared with other classes ­ Derived from foods that we eat ­ Ach is made up of choline and acetate. Choline is among the breakdown products  of fats, and acetate is a compound found in acidic foods. ­ Acetyl coenzyme A carriers acetate to the synthesis site, and the transmitter is  synthesized as a second enzyme, choline acetyltransferae, transfers the acetate to  choline to form Ach ­ After Ach has been released into the synaptic cleft and diffuses to receptors sites  on the postsynaptic membrane, a third enzyme acetylcholinesterase (AChE)  reverses the process by detaching acetate from choline. ­ Small­molecule transmitter list includes four amines, and four amino acids ­ Some amine transmitters are synthesized by the same biochemical pathway and so  are related to one another: dopamine, norepinephrine and epinephrine • Pr
More Less
Unlock Document

Only pages 1,2 and half of page 3 are available for preview. Some parts have been intentionally blurred.

Unlock Document
You're Reading a Preview

Unlock to view full version

Unlock Document

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.