Log in to StudySoup
Get Full Access to FSU - PCB 4701 - Study Guide - Midterm
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to FSU - PCB 4701 - Study Guide - Midterm

Already have an account? Login here
Reset your password

FSU / Biology / PCB 4701 / What are the different kinds of effectors?

What are the different kinds of effectors?

What are the different kinds of effectors?


Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

What are the different kinds of effectors?

Chapter 9 Study Guide – The Autonomic Nervous System

Notes from powerpoints, in­class notes,  vocabulary, important molecules, body parts,  Note: I normally am only gonna highlight something the first time I use it in a section,  instead of highlighting it a bagillion and 7 times.

I. Neural Control of Involuntary Effectors

A. Autonomic Neurons 

1. Part of the PNS 

2. Innervate organs not under voluntary control

3. Effectors include:

a. Cardiac muscle 

b. Smooth muscle of visceral organs and blood vessels 

c. Glands 

What are the differences between somatic and autonomic?

4. Neurons are motor, but there are sensory neurons from the viscera for  control.

B. Differences between somatic and autonomic

1. Somatic motor neurons have cell bodies in the spinal cord and just one  axon traveling from spinal cord to effector.

2. The autonomic motor system has 2 sets of neurons in the PNS.

Autonomic ganglia are located in the head, neck and abdomen as 

well as in chains along either side of the spinal cord. 

a. Preganglionic neurons: originate in the midbrain or hindbrain or 

from the thoracic, lumbar or sacral spinal cord; cell bodies in the 

What are the visceral effector organs?

If you want to learn more check out Which department of the u.s. government is responsible for designating groups as “foreign terrorist organizations”?

brain or spinal cord and synapses in an autonomic ganglion.

b. Postganglionic neurons: originate in the ganglion (outside spinal 

cord and brain); cell bodies in the ganglion and synapses on the 


3. Visceral effector organs 

a. Somewhat independent of innervation and will not atrophy if a 

nerve is cut (unlike skeletal muscle)

i. Target may become even more sensitive to stimulation; 

called denervation hypersensitivity 

b. Cardiac muscle and some smooth muscle contract rhythmically 

without nerve stimulation.  Autonomic innervation can speed up or

slow down intrinsic contractions. 

c. Autonomic motor neurons can stimulate or inhibit, depending on 

the organ and the receptors. 

4. Neurotransmitters

a. Somatic motor neurons release only acetylcholine, which is always We also discuss several other topics like Which type of association positive, negative, close to 0 would you expect to be true about the association between the length of the forearm and the length of the foot?


b. Autonomic neurons release mainly acetylcholine and 

norepinephrine but may be excitatory or inhibitory. 

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

II. Divisions of the Autonomic Nervous System

A. Sympathetic Division

1. Preganglionic neurons come from the thoracic and lumbar regions of the spinal cord. (ventral roots)

a. Also called the thoracolumbar division 

2. Most preganglionic neurons synapse in sympathetic ganglia that run 

parallel to the spinal cord.

a. These are called the paravertebral ganglia. 

b. These ganglia are connected, forming a sympathetic chain of 


3. Myelinated axons of the preganglionic neurons exit the spinal cord at  ventral roots and diverge into white rami communicants and then into 

autonomic ganglia at multiple levels. 

4. Unmyelinated axons of the postganglionic neurons form the gray rami  communicants, which return to the spinal nerve and travel with other  Don't forget about the age old question of What happened to minnie foster?

spinal nerves to their effectors. 

5. Convergence and Divergence

a. Because preganglionic neurons can branch and synapse in ganglia 

at any level, there is:

i. Divergence: one preganglionic neuron synapses on several 

postganglionic neurons at different levels.

ii. Convergence: several preganglionic neurons at different 

levels synapse on one postganglionic neuron.

b. Allows the sympathetic division to act as a single unit through 

“mass activation” – once you get the system going, all parts of the 

sympathetic division will be activated. 

6. Sympathetic neuron pathways 

a. Preganglionic axons synapse with postganglionic neurons

b. Postganglionic axons innervate target organs

7. Collateral ganglia 

a. Many of the sympathetic neurons that exit the spinal cord below 

the diaphragm do not synapse in the sympathetic chain of ganglia.

i. Collateral ganglia include celiac, superior, mesenteric, and  

inferior mesenteric ganglia. We also discuss several other topics like Is a search for knowledge of the natural world?

ii. Postganglionic neurons innervate organs of the digestive,  

urinary, and reproductive systems. 

8. Adrenal glands We also discuss several other topics like How does the evolutionary perspective explain human behavior?
Don't forget about the age old question of How does gender affect social stratification?

a. The adrenal medulla secretes epinephrine and norepinephrine 

when stimulated by the sympathetic nervous system as a part of 

mass activation.

b. Embryologically, the adrenal medulla is a modified ganglion and is

innervated directly by preganglionic sympathetic neurons. 

B. Parasympathetic Division

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

1. Preganglionic neurons come from the brain or sacral region of the spinal cord.

a. Also called the craniosacral division 

b. They synapse on ganglia located near or in effector organs; called 

terminal ganglia 

c. Preganglionic neurons do not travel with somatic neurons (as 

sympathetic postganglionic neurons do).

2. Terminal ganglia supply very short postganglionic neurons to the 


3. Cranial Nerves and the Parasympathetic Division

a. The occulomotor, facial, glosso­pharyngeal, and vagus nerves  

carry parasympathetic preganglionic neurons. 

b. Occulomotor (III) nerve 

i. Preganglionic fibers exit the midbrain and synapse on the 

ciliary ganglion. 

ii. Postganglionic fibers innervate the ciliary muscle of the eye

(controls shape of the lens by changing the thickness to 

focus and regulating pupil diameter). 

c. Facial (VII) nerve: Preganglionic fibers exit the pons and synapse 


i. Pterygopalatine ganglion: Postganglionic fibers synapse on 

nasal mucosa, pharynx, palate, and lacrimal glands. 

ii. Submandibular ganglion: postganglionic fibers synapse on 

salivary glands.

d. Glosso pharyngeal: Preganglionic fibers synapse on optic ganglion. 

Postganglionic fibers innervate salivary gland. 

e. Vagus (X) nerve: INNERVATES EVERYTHING. Preganglionic 

fibers exit medulla, branch into several plexi and nerves, and travel 

to ganglia within effector organs (heart, lungs, esophagus,  

stomach, pancreas, liver, intestines) 

4. Sacral Nerves 

a. Preganglionic nerves from the sacral (lower) region of the spinal 

cord provide innervation to the lower part of the large intestine, 

rectum, urinary and reproductive organs. 

b. Terminal ganglia are located within these organs. 

III. Functions of the Autonomic Nervous System

A. General functions

1. Sympathetic functions 

a. The sympathetic division activates the body for “fight or flight” 

through the release of norepinephrine from postganglionic neurons 

and the secretion of epinephrine and norephineprhine from the 

adrenal medulla.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

b. Prepares the body for intense physical activity in emergencies by 

increasing heart rate and blood glucose levels and by diverting 

blood to skeletal muscles

c. Tonically regulates heart, blood vessels and other organs. 

2. Parasympathetic functions

a. The parasympathetic division is antagonistic to the sympathetic 


b. Allows the body to “rest and digest” through the release of ACh 

from postganglionic neurons

c. Slows heart rate, and increases digestive activities. 

B. Adrenergic and Cholinergic Synaptic Transmission

1. Cholinergic Synaptic Transmission 

a. Acetylcholine (ACh) is the neurotransmitter used by all 

preganglionic neurons (both sympathetic and parasympathetic)

b. It is also the neurotransmitter release from most parasympathetic 

postganglionic neurons.

c. These synapses are called cholinergic. 

2. Adrenergic Synaptic Transmission

a. Norepinephrine is the neurotransmitter released by most 

sympathetic postganglionic neurons.  

3. These synapses are called adrenergic. 

4. Varicosities

a. Axons of postganglionic neurons have various swelling called 

varicosities that release neurotransmitter along the length of the 

axon. There are multiple sites where the transmitter vesicles can be


b. The form “synapses en passant” – in passing

c. Sympathetic and parasympathetic neurons innervate the same 

tissue but release different neurotransmitters. 


e. Responses to stimulation “fight or flight responses”

i. Can be from epinephrine in the blood (adrenal glands) or 

norepinephrine from sympathetic nerves (and some from 

adrenal glands)

ii. Can stimulate or inhibit, depending on receptors:

1) Stimulation: heart, dilatory muscles of the iris,  

smooth muscles of many blood vessels (causes 

vessel constriction)

2) Inhibition: Bronchioles in lungs, other blood  

vessels; inhibits contraction and causes dilation of

these structures. 

f. Adrenergic receptors – all are GPCRs (no direct channels

i. Two types of α α  (alpha) –  1 and α2

ii. Three types of  (beta) – β1 β2 β3

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

iii. All act using G­proteins and second messenger systems

a) β receptors use cAMP. 

b) α receptors use Ca2+ second Messenger system 

g. alpha receptors are more sensitive to norepinephrine – (e.g. blood 

vessel constriction in the GI system) 

h. beta receptors are more sensitive to blood epinephrine. (e.g. blood 

vessel dilation and major skeletal muscle)

i. α2 receptors

i. mostly located on presynaptic axons (autoreceptors)

ii. when stimulated, results in inhibition of norepinephrine 

release in the synapse

a) may be a negative­feedback system 

b) some drugs to lower blood pressure act on these 

α2  receptors to inhibit presynaptic neurons in the 

brain, inhibiting the whole sympathoadrenal  


c) There are different subtypes that will give 

different responses (α2A, B, C, D)

iii. Activation tends to bring down the tone of the sympathetic 

nervous system (also used as a treatment for hypertension)

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

j. Drugs that mimic adrenergic responses

i. Agonists – drugs that promote the process stimulated by the

NT (activates the system) includes most synthetic drugs

ii. Antagonists – drugs that block the action of the 


k. Many are useful in medical applications Responses to stimulation

a) ACh released from preganglionic neurons of both the 

sympathetic and parasympathetic division is stimulatory 

(nicotinic receptor activation). 

b) ACh from postganglionic neurons of the parasympathetic 

division is usually stimulatory, but some are inhibitory, 

depending on muscarinic receptor subtype.

c) In general, sympathetic and parasympathetic effects are 


Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

l. Cholinergic receptors

a) Nicotinic: found in autonomic ganglia – the driving force 

for the sodium to come in on postganglionic fibers

1. Stimulated by ACh from preganglionic neurons 


2. Serve as ligand­gated ion channels for Na and K 

3. Blocked by curare 

4. Predominantly at the somatic nervous system at the 

neuromuscular junction.

ii. Muscarinic: found in visceral organs and stimulated by release of ACh from  postganglionic neurons – mediated at the end target. (5 different types of muscarinic  receptors).

a) Five types identified; can be stimulatory or 

inhibitory (by affecting K+ or Ca2+ channels)

b) Use G­proteins and second messenger system

c) Blocked by atropine

C. Other Autonomic neurotransmitters

1. Nonadrenergic, Noncholinergic Fiber

a. ATP  

b. VIP (vasoactive intestinal peptide) 

c. NO (nitric oxide) 

i. Important for erections

ii. Parasympathetic neurons innervate blood vessels, causing 

relaxation and vasodilation using NO. 

iii. NO can also produce smooth muscle relaxation in the 

stomach, intestines, urinary bladder and the brain. 

D. Relation between the Sympathetic and Parasympathetic Divisions

1. Organs with Dual Innervation (skip to slide 47)

b. Most visceral organs are innervated by both sympathetic and 

parasympathetic neurons; however, there are some exceptions.

c. Most of the time these are antagonistic

c. Complementary Effects  

i. Occurs when both divisions produce similar effects on the 

same target

ii. Example – salivary gland secretion: parasympathetic 

division stimulates secretion of watery saliva; sympathetic 

constricts blood vessels so the secretion is thicker. 

d. Cooperative Effects 

a. Occurs when both divisions produce different effects that 

work together to promote a single action.

b. Example – erection and ejaculation: parasympathetic 

division causes vasodilation and erection; sympathetic 

causes ejaculation.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

c. Example – urination: parasympathetic division aids in 

urinary bladder contraction; sympathetic helps with bladder

muscle tone to control urination. 

2. Organs Without Dual Innervation

a. Sympathetic only:

i. Adrenal medulla – almost like a postganglionic target 

ii. Arrector pili muscles in skin – “goosebump” muscles

iii. Sweat glands in skin – another neuroactive peptide helps to 

dilate blood vessels there

iv. Most blood vessels. 

b. regulated by increase and decrease in sympathetic nerve activity

c. important for body temperature regulation through blood vessels 

and sweat glands

E. Control of the ANS by Higher Brain Centers

1. Many visceral functions are regulated by autonomic reflexes

a. Sensory input is sent to brain centers (usually by the vagus nerve 

[10]), which integrates the information and modifies the activity of

preganglionic neurons. 

b. Medulla oblongata controls many cardiovascular, pulmonary, 

urinary, reproductive and digestive functions. 

2. Regulation of the Medulla 

a. Higher brain regions regulate the medulla:

i. Hypothalamus: major regulatory center of the ANS – body 

temperature, hunger, thirst, pituitary

ii. Limbic system: responsible for autonomic responses during

emotional states (blushing, pallor, fainting, cold sweating, 

racing heart rate)

iii. Cerebellum: motion sickness nausea, sweating, 

cardiovascular changes

iv. Frontal and temporal lobes: emotion and personality

3. Aging

a. Associated with increased levels of sympathetic activity

b. Increased sympathetic tone

c. Increase risk for hypertension and cardiovascular disease.

Chapter 10­ Sensory Physiology

I. Characteristics of Sensory Receptors

A. Introduction

a. Sensory receptors transduce (change) different forms of energy in the “real world” into nerve impulses.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

b. Different modalities of sensations (sound, light, pressure) arise from 

differences in neural pathways and synaptic connections

i. If the optic nerve delivers an impulse, the brain interprets it as light

even though the impulse is the same as for hearing

B. Categories of sensory receptors

a. Functional categories

i. According to the type of signal they transduce:

1. Chemoreceptors:  sense chemicals in the environment 

(taste, smell) or blood

2. Photoreceptors:  sense light

3. Thermoreceptors:  respond to cold or heat

4. Mechanoreceptors:  stimulated by mechanical deformation 

of the receptor (touch, hearing)

b. Nociceptors 

i. Pain receptors that depolarize when tissues are damaged

ii. Stimuli can include heat, cold, pressure, or chemicals.

iii. Glutamate and substance P are the main neurotransmitters.

iv. Perception of pain can be enhanced by emotions, concepts, and 


v. Pain reduction depends mainly on endogenous opioids.

c. Receptors can be classified by the type of information they deliver to the  brain:

i. Proprioceptors:  found in muscles, tendons, and joints.  Provide a 

sense of body position and allows fine muscle control.

ii. Cutaneous (skin) receptors – touch, pressure, heat, cold, and pain

iii. Special senses – vision, hearing, taste, smell, equilibrium

d. Receptors can be classified by the origin of the information:

i. Exteroceptors:  respond to stimuli from outside the body; includes 

cutaneous receptors and special senses

ii. Interoceptors: respond to internal stimuli; found in organs; monitor

blood pressure, pH, and oxygen and CO2 concentrations.

C. Tonic and Phasic Receptors: Sensory Adaptation

a. Receptors can be categorized based on how they respond to a stimulus. 1. Phasic:  respond with a burst of activity when stimulus is 

first applied but quickly adapt to the stimulus by decreasing


a. May deliver another burst when stimulus is 

removed to provide on and off information 

b. Alert us to changes in the environment

c. Allow sensory adaptation – cease to pay attention to

constant stimuli

d. Examples ­ smell, touch, temperature

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

2. Tonic

a. Maintain a high firing rate as long as the stimulus is


b. Example – pain

D. Law of Specific Nerve Energies

1. Information from a given nerve fiber can only be 

experienced as one stimulus type.  

2. The sensation produced by the “adequate” or normal 

stimulus is the one the brain will perceive.

3. Example ­ a punch to the eye is perceived as a flash of 


E. Generator (Receptor) Potential

1. Receptors behave very similarly to dendrites of neurons. 

2. Stimuli produce depolarizations called generator potentials.

a. Similar to EPSPs

b. Light touch on a pacinian corpuscle in the skin 

produces a small generator potential.  

c. Increasing the pressure increases the magnitude of 

the generator potential until threshold is met and an 

action potential occurs.

d. It is a graded response

e. Increased intensity results in increased frequency of

action potential after threshold is reached.

II. Cutaneous Sensations

A. Cutaneous Receptors

1. Pain, cold, and heat receptors are naked dendrites of 

sensory neurons.

2. Touch and pressure receptors have special structures 

around their dendrites.

a. Merkel’s disks (indentation).

b. Meissner’s corpuscles (changes in texture).

c. Pacinian corpuscles (vibration; deep pressure).

d. Ruffini corpuscles (skin stretch).

3. Cold Receptors

a. There are many more receptors that respond to cold 

than to hot.

b. Located close to the epidermis

c. Stimulated by cold and inhibited by warm

d. Some cold receptors also respond to menthol

e. The temperature range of response is 8 – 28°C

f. Also serves as an ion channel for sodium and 

calcium – a transient receptor potential (TRP) 


Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

4. Warm Receptors

a. Located deeper in the dermis

b. Excited by warming and inhibited by cooling.

c. Different from receptors that detect painful heat. 

5. Hot Receptors

a. The pain experienced by a hot stimulus is sensed by

a special nociceptor called a capsaicin receptor.

b. Also serves as an ion channel for sodium and 

calcium – a TRP channel

c. Also a receptor for the chemical found in chili 

peppers (capsaicin)

d. Activated at 43°C or higher

6. Pain Receptors

a. Nociceptors can be myelinated or unmyelinated.

i. Sudden, sharp pain is transmitted by 

myelinated neurons.

ii. Dull, persistent pain is transmitted by 

unmyelinated neurons.

b. Nociceptors may be activated by chemicals released

by damaged tissues, such as ATP, or by pH change 

or mechanical stimuli

7. Itch Sensation

a. Acute itch stimulated by histamine release from 

mast cells and basophils

b. Chronic itch stimulated by other chemicals and does

not respond to antihistamines

B. Neural Pathways for Somatesthetic Sensations

1. From pressure receptors and proprioceptors:  

a. Carried first by large myelinated fibers that ascend 

the dorsal columns of the spinal cord on the 

ipsilateral side

b. Synapse in the medulla oblongata

c. The second tier of neurons cross sides as they 

ascend the to the thalamus, where they synapse.

d. Third­order neurons go to the postcentral gyrus in 

the parietal lobe (somatosensory cortex).

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2 Postcentral gyrus

Axons of





Medial lemniscal tract

(axons of second­order


Medulla oblongata

Fasciculus cuneatus

(axons of first­order

sensory neurons)

Joint stretch receptor


Spinal cord

Fasciculus gracilis

(axons of first­order

sensory neurons)

(a) Touch receptor (b)

2. From heat, cold, and pain receptors:


Lateral spinothalamic tract (axons of second­order neurons)

Pain receptor

Axons of first­order

neurons (not part of

spinothalamic tract)



a. First carried into spinal cord by thin myelinated and unmyelinated neurons to the dorsal horns

b. Synapse within spinal cord onto second­order  neuron.

c. Cross sides and ascend lateral spinothalamic tract d. Synapse on third­order neurons in thalamus and  continue to the postcentral gyrus.

3. More about Pain

a. Emotional response to pain occurs when 

information is sent from the thalamus to parts of the limbic system.

b. Sometimes somatic pain information can synapse  on the same interneuron as a neuron carrying 

visceral pain information. The brain may interpret 

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

heart pain as arm pain, or gallbladder pain as back 

pain; this is called referred pain.

C. Receptive Fields and Sensory Acuity

1. The receptive field is the area of skin that, when stimulated,

changes the firing rate of a neuron.

a. The size of a receptive field depends on the density 

of receptors in that region of skin.

b. There are few receptors in the back and legs, so the 

receptive fields are large.

c. There are many receptors in the fingertips, so the 

receptive fields are small.

d. The more receptors, the smaller the field, the larger 

the area of the somatosensory cortex

e. A small receptive field = greater tactile acuity – 

sharpness of the sensation

2. Two­point Touch Threshold

a. Receptive fields can be measured by seeing at what 

distance a person can perceive two separate points 

of touch. 

b. Measures tactile acuity

c. Important in spacing the raised dots in Braille 


D. Lateral Inhibition

a. Receptors where touch is the strongest are stimulated more than areas  where touch is lighter

b. Receptors that are most strongly stimulated inhibit those around them. c. This allows us to perceive well­defined sensations at a single location  instead of a “fuzzy” border

d. This process occurs in the CNS

III. Taste and Smell

a. Introduction

1. Chemoreceptors

a. Interoceptors detect chemical changes within the body.

b. Exteroceptors detect changes from outside the body; 

include taste and smell.

i. Taste responds to chemicals dissolved in 


ii. Smell responds to chemical molecules from the air.

iii. Olfaction (smell) influences gustation (taste)

b. Taste (Gustation)

1. Receptors are called taste buds – consist of 50 to 100 specialized 

epithelial cells with long microvilli that extend out through the 

pore in the taste bud to the environment of the mouth

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

2. Taste Buds 

a.   Located in bumps of the tongue called papillae. 

b. Types of papillae:

c. Fungiform:  anterior surface

d. Information travels via facial nerve.

e. Circumvallate: posterior surface

i. Information travels via glossopharyngeal nerve.

f. Foliate: sides

i. Information travels via glossopharyngeal nerve.

3. Taste Pathways ­ Facial and glossopharyngeal nerve  medulla 

oblongata  thalamus primary gustatory cortex of insula, 

somatosensory cortex of parietal lobe, and prefrontal cortex. 

4. Taste Cells of Taste Buds 

a. Specialized epithelial cells

1. Cells behave like neurons by depolarizing 

and producing action potentials. 

2. Cells release neurotransmitters onto sensory 


3. Microvilli come into contact with chemicals.

4. Each taste bud has taste cells sensitive to 

each category of tastes. 

b. Five categories of Taste

1. Salty

2. Sour

3. Sweet

4. Umami (meaty)

5. Bitter

ii. All regions of the tongue have taste cells for all the 

categories (not just certain regions as previously 


iii. Taste is influenced by the temperature and texture 

of the substance. 

5. How taste works 

a. Salty:  Na+ enters taste cell and depolarizes it.

b. Sour: H+ enters cell and depolarizes it.

c. Sweet and umami:  Sugar or glutamate binds to receptor 

and activates G­proteins/ 2nd messengers to close K+ 


d. Bitter: Quinine binds to receptor, activates G­protein/2nd 

messenger to release Ca2+ into the cell

i. Very sensitive to low concentrations as a protective 


6. Taste G­proteins and 2nd Messengers

a. G­proteins are called gustducins.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

b. In the sweet system, sugar activates adenylate cyclase, 

which produces cAMP.

c. Other molecules may activate IP3 (inositol triphosphate) 

and DAG (diacylglycerol).

c. Smell (Olfcaction)

1. Olfactory apparatus

a. located in the olfactory epithileum of the nasal cavity. 

b. Sustentacular cells oxidize hydrophobic volatile odors.

c. Basal stem cells replace receptors damaged by the 


2. Olfactory Receptors 

a. Olfactory receptor neurons are bipolar neurons with ciliated

dendrites projecting into the nasal cavity.

b. Proteins in the cilia bind to odors.

c. ~380 genes code for ~380 different olfactory receptors.

d. Humans can distinguish at least 1 trillion different odors!

3. How Smell Works

a. G­protein coupled

b. Odor binding activates adenylate cyclase to make cAMP

c. cAMP opens Na+ and Ca2+ channels

d. Produces a graded depolarization which stimulates the 

action potential

e. Up to 50 G­proteins may be associated with 1 receptor  

protein – gives great sensitivity through amplification 

4. Olfactory Pathways

a. Olfactory neurons are unmyelinated and synapse on a 

glomerulus in the olfactory bulb.

i. Each type of olfactory receptor synapses on a 

particular glomerulus.

ii. For example, a flower (complex array of odor 

molecules) may excite several types of odor 


iii. This is coded according to which glomeruli are 


iv. Odor identification is improved by lateral inhibition

b. The mitral and tufted neurons of the glomeruli in the 

olfactory bulb synapse on the primary olfactory cortex of 

the frontal and parietal lobes

c. Interconnections are made with the amydgala, 

hippocampus, and limbic system through the piriform 


d. Prefrontal cortex also receives taste which connects the two

senses (flavor is a combination of taste and smell)

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

IV. Vestibular Apparatus and Equilibrium

i. Provides a sense of equilibrium. 

1. Located in the inner ear

2. Consists of:

a. Otolith organs.

i. Utricle and saccule­ linear acceleration.

ii. Semicircular canals­rotational acceleration.

3. Inner Ear 

a. Consists of a bony labyrinth surrounding a membranous 


b. Between the two is fluid called perilymph.

c. Within the membranous labyrinth is fluid called 


d. Endolymph has an unusually high K+ concentration, which 

will produce depolarization

ii. Sensory Hair Cells

1. Modified epithelial cells with 20−50 hairlike extensions called 

stereocilia (not true cilia) and one kinocilium (true cilium)

2. When stereocilia bend toward the kinocilium, K+ channels open, 

and K+ rushes into the cell and depolarizes the cell

3. Cells release a neurotransmitter that depolarizes sensory dendrites 

in the vestibulocochlear nerve.

4. Bending away from the kinocilium hyperpolarizes sensory 


5. Code for detection of direction

iii. Utricle and Saccule

1. Provide information about linear acceleration:

a. Utricle:  horizontal

b. Saccule:  vertical

2. Specialized epithelium called the macula houses hair cells.

a. Stereocilia are embedded in a gelatinous otolithic 


b. The gel also contains crystals of calcium carbonate called 

otoliths (ear stones)

iv. Semicircular Canals

1. Project along three planes to detect rotation:

a. Each canal contains a semicircular duct filled with 


b. At the base of each duct is an enlarged area called the 


c. Hair cells are embedded in the crista ampullaris, with 

stereocilia stuck into a gelatinous cupula.

2. Rotation makes the endolymph circulate, pushing the cupula and 

bending the hair cells.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

v. Neural Pathways

1. The vestibulocochlear nerve synapses in the vestibular nuclei of 

the medulla and in the cerebellum.

2. The medulla sends neurons to the oculomotor area of the brain 

stem to control eye movements and down the spinal cord to adjust 

body movements. 

vi. Nystagmus and Vertigo

1. When a person’s body is spinning, eye movements are toward the 

opposite direction of the spin to maintain a fixation point.

2. When the body comes to a stop, the cupula is bent by fluid inertia 

and eye movements are still affected.

3. The jerky eye movement produced is called nystagmus.

4. Nystagmus can cause a loss of equilibrium called vertigo

5. Can be accompanied by dizziness, pallor, sweating, nausea, and 


V.  The Ears and Hearing

i. Sound Waves

1. Characterized by:

a. Frequency, measured in hertz (Hz). Higher frequencies 

have higher pitches.

i. Human range is 20−20,000 Hz.

b. Intensity or loudness, measured in decibels

i. Related to the amplitude of the wave

ii. Human optimal range is 0­80 dB 

ii. Outer Ear

1. Sound waves are funneled by the pinna (or auricle) into the 

external auditory meatus, which channels them to the tympanic 

membrane (eardrum).

iii. Middle Ear 

1. Air­filled cavity between the tympanic membrane and the cochlea

2. Contains three bones called ossicles:

a. Malleus à incus à stapes

b. Vibrations are transmitted and amplified along the bones.

c. The stapes is attached to the oval window, which transfers 

the vibrations into the cochlea.

d. Stapedius muscle dampens the stapes if the sound is too 


iv. The Cochlea

1. The cochlea is the hearing part of the inner ear.

2. Three chambers:

a. The upper chamber is a portion of the bony labyrinth called

the scala vestibuli.

b. There is also a lower bony chamber called the scala 


Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

c. Both chambers are filled with perilymph.

d. The cochlea also contains a portion of the membranous 

labyrinth called the scala media, or cochlear duct, filled 

with endolymph.

i. Middle chamber that coils in three turns

e. Helicotrema – small canal that connects the scala vestibuli 

to the scala tympani


3. Sound Transmission

a. Vibrations from the oval window of the middle ear displace

perilymph in the scala vestibuli. 

b. Vibrations pass through the vestibular membrane into the 

cochlear duct through the endolymph.

c. Next, vibrations pass through the basilar membrane into the

perilymph of the scala tympani. 

d. Vibrations leave the inner ear via the round window. 

e. Sound waves are transmitted through the cochlear duct at 

locations that depend on the frequency of the sound.

1. Low freq. sounds travel further down the 

spiral of the cochlea to the apex.

2. High­frew. Sounds are closer to the base.

v. Spiral Organ (Organ of Corti)

1. Sensory hair cells are located on the basilar membrane, projecting 

into the endolymph of the cochlear duct. 

a. Inner hair cells: 3500 that form one row that runs the length

of the basilar membrane. Each is innervated by 10­20 

sensory neurons of cranial nerve (VIII) and relay sound.

b. Outer hair cells:11500 arranged in rows with 3 row per 

turn. They are innervated by motor neurons that make them

shorten when depolarized and elongate when hyper. 

c. Hairs are stereocilia that are large microvilli arranged in 


d. Stereocilia in each bundle increase in size stepwise and are 


e. Stereocilia are embedded in a gelatinous tectorial 


f. Spiral organ is made up of the basilar membrane, inner hair

cells with sensory fibers, and the tectorial membrane.

2. How Hearing works

a. When sound waves enter the scala media, the tectorial 

membrane vibrates, bending stereocilia.

i. Opens K+ channels that are facing the endolymph

ii. K+ rushes in, depolarizing the cell

iii. Releases glutamate onto sensory neurons

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

iv. K+ returns to perilymph at the base of the 


b. The greater the amount of basilar membrane displacement 

and bending the stereocilia, the more glutamate is released, 

producing a greater receptor potential.

3. Detecting Sound Frequency

a. Place Theory of Pitch

i. Hair cells located closest to where the vibrations are

displaced into the scala media are stimulated more 


ii. Provides the neural code for pitch discrimination by

changing length

b. Outer hair cells magnify this effect, which allows us to 

differentiate between very similar pitches.

c. Sound localization is based on interaural intensity and time 


vi. Neural Pathways ­ Vestibulocochlear nerve ­> Cochlear nuclei in medulla  oblongata & pons ­> Inferior colliculus of midbrain ­> medial geniculate  body of the thalamus ­> Auditory cortex of the temporal lobe; Cochlear 

nuclei and the auditory cortex are tonopic= specific areas represent 

different sound frequencies. 

vii. Hearing Impairment

1. Conduction deafness: sound waves are not conducted from the 

outer to the inner ear. 

a. May be due to a buildup of earwax, too much fluid in the 

middle ear, damage to the eardrum, or overgrowth of bone 

in the middle ear.

b. Impairs hearing of all sound frequencies.

c. Can be helped by hearing aids.

2. Sensorineural/perceptive deafness: nerve impulses are not 

conducted from the cochlea to the auditory cortex. 

a. May be due to damaged hair cells (from loud noises).

b. May only impair hearing of particular sound frequencies 

and not others.

c. May be helped be cochlear implants.

3. Presbycusis­ age­related hearing impairment.

VI. The Eyes and Vision

A. Introduction

a. Vision comes from light energy transduced from nerve impulses.

b. Only a limited part of the electromagnetic spectrum can excite 


B. Structures of Eye

1. General pathway of light

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

a. Light passes through the cornea and into the 

anterior chamber of the eye.

b. Next, it passes through the pupil, which can change 

shape (due to the pigmented iris muscle) to allow 

more or less light in.

c. Then it passes through the lens, which can change 

shape to focus the image.

d. Then passes through the posterior chamber and the 

vitreous body

e. Finally, it hits the retina, where photoreceptors are 

found and then absorbed by the pigmented choroid 


2. Pupil and Iris

a. The iris can increase or decrease the diameter of the


i. Constriction: contraction of circular muscles

via parasympathetic stimulation

ii. Dilation: contraction of radial muscles via 

sympathetic stimulation

b. The iris also has pigmented epithelium for eye color


a. Composed of layers of living cells that are normally

completely clear. 

b. Avascular

c. Cell metabolism is very low and anaerobic.

d. Attached to muscles called ciliary bodies.

e. Suspended from suspensory ligaments.

4. Aqueous Humor

a. Fills anterior and posterior chambers 

b. A clear, watery liquid secreted by ciliary bodies to 

provide nourishment to lens and cornea

c. Drains into scleral venous sinus (Canal of 

Schlemm) back into the blood

d. Inadequate drainage leads to glaucoma

C. Light Refraction

a. When light passes from one medium to another with a different density, it  bends.

i. Curvature at the point of refraction can also bend light.

ii. Greatest refraction is at the air­cornea interface

iii. Changing the curvature of the lens allows fine control of focus.

iv. The humors will also contribute to the refraction

v. The image is flipped upside down and right to left in this process.

b. Visual Fields

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

i. Visual fields are the part of the external world projected onto the 


ii. The right side is projected onto the left side of the retina.

iii. The left side is projected onto the right side of the retina.

D. Lens Accomodation

a. Accommodation is the ability of the lens to keep an object focused on the  retina as the distance between the eye and the object moves.

i. Contraction of the ciliary muscle allows the suspensory ligaments 

to relax and the lens to thicken and roundup; this is good for close 


ii. Relaxation of the ciliary muscle pulls on the suspensory ligaments,

causing the lens to thin and flatten; this is good for distant vision.

b. Near point of vision – the minimum distance from the eyes that an object  can be brought into focus

c. Presbyopia – loss of accommodation with age

i. Reduced flexibility of the lens

ii. Forward movement of zonular fiber attachment

iii. Lens can not thicken to increase refraction for near objects

E. Visual Acuity

a. Sharpness of vision that depends upon resolving power – the ability to  distinguish between two closely spaced objects

b. Measured at 20 feet with the Snellen Eye Chart

c. Myopia – nearsightedness

i. Distant images are brought to a point of focus in front of the retina.

ii. Often due to an elongated eyeball

iii. Corrected by concave lenses in eyeglasses

d. Hyperopia­farsightedness

i. Distant images are brought to a point of focus behind the retina.

ii. Often due to a short eyeball

iii. Corrected by lenses that are convex  

e. Astigmatism

i. Asymmetry of the cornea and/or lens curvatures

ii. Get several points of focus on the retina

iii. Corrected by cylindrical lenses

VII. The Retina

A. A view of the Retina 

a. The retina is a forward extension of the brain, so the neural layers face  outward toward the incoming light.

b. Neuron axons in the retina are gathered at a point called the optic disc and  exit as the optic nerve.

c. Blood vessels also enter and leave here. 

B. Layers of the Retina

a. Photoreceptors (rods and cones) are in the inner layer (toward the vitreous  body)

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

b. These synapse on a middle layer of bipolar cells, which synapse on the  outer layer of ganglion cells.

c. There are also horizontal cells and amacrine cells within the layers

C. Rods & Cones

1. Consist of:

a. Outer segment; full of flattened discs with 

photopigment molecules

b. Inner segment that contains the cell organelles

2. Retinal Pigment Epithelium

a. A single layer of cells

b. Located under the rods and cones

c. Help vision by:

i. Phagocytizing shed under discs

ii. Absorbing scattered light

iii. Delivering nutrients to rods and cones

iv. Suppressing immune attack in retina

v. Participating in visual cycle of retina

vi. Stabilizing ionic concentrations in area

D. Effects of light on rods

1. Rods allow black­and­white vision in low light

2. Contain the purple pigment rhodopsin, which absorbs green

light best

a. Absorption causes rhodopsin to dissociate into 

retinaldehyde and opsin.

b. Retinaldehyde (also called retinal) is derived from 

vitamin A.

c. Called the bleaching reaction

3. Visual Cycle of Retinal

a. In rhodopsin, retinal exists in an 11­cis form.

b. After bleaching, the retinal is in an all­trans form.

c. To be reincorporated into retinal, it must be 

converted back into 11­cis.

d. This occurs in the pigment epithelial cells.

4. Dark adaption

a. When a person enters a dark room after being in the

light, there are fewer photopigments in the rods and 


b. After 20 minutes, more visual pigments are 

produced, and the person’s eyes adapt to the dark. 

E. Electrical Activity of Retinal Cells

a. Dark current

i. In the dark, photoreceptors inhibit (hyperpolarize) bipolar cells.

ii. Na+ channels in rods and cones are always open, depolarizing the 


Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

iii. This allows the photoreceptor to release inhibiting neurotransmitter

in the dark.

b. When light hits photoreceptors

i. Dissociation of rhodopsin activates a G­protein/2nd messenger 

system, which closes Na+ channels.

1. G­proteins are called transducins.

2. Activation of the enzyme phosphodiesterase converts 

cGMP to GMP.

3. This closes Na+ channels.

ii. Photoreceptors are hyperpolarized, and inhibition on bipolar cells 

is lifted.

iii. Bipolar cells activate ganglion cells that transmit action potentials 

to the brain

F. Cones and Color vision

a. Cones are less sensitive to light, but allow color vision and greater visual  acuity.

b. Trichromatic vision involves three types of cones.

i. S: short wavelengths, blue

ii. M:   medium wavelengths, green

iii. L: long wavelengths, red

c. Instead of opsins, photopigments have photopsins with retinene

d. Photopsins vary in each type of cone.

e. Cone response depends on wavelength and the intensity of the light

G. Visual acuity and Sensitivity

a. Vision is best at one point in the retina, called the fovea centralis within  the macula lutea

i. Here, other layers of the retina are pushed aside, so light falls 

directly on a group of cones.

ii. Each cone has a 1:1 relationship with a ganglion cell (usually it is 

105:1), which allows great visual acuity.

iii. Only works in good light.

b. Convergence of lots of rods onto a single ganglion cell increases light  sensitivity.

c. Saccadic eye movements continually shift parts of the visual field onto the fovea

H. Neural Pathways from Retina

a. Geniculostriate system

i. Axons from ganglion cells synapse on the lateral geniculate 

nucleus of the thalamus by way of the optic chiasma

ii. Information from the lateral portion of the retinas does not cross 

sides, but information from the medial portion does.

iii. Neurons from the thalamus synapse on the striate cortex of the 

occipital lobe.

iv. Carries information of “what” is seen

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

b. Tectal System

i. 20−30% of the ganglion cell axons synapse on the superior 

colliculus of the midbrain, which helps with eye and body 


ii. Carries information about “where” the object is

I. Control of Eye Movement

a. Produced by contraction of  6 extrinsic eye muscles  

b. Three types of movement

i. Saccadic eye movement:  high­velocity movements that keep the 

image focused on the fovea centralis (good when reading)

ii. Smooth pursuit movements:  match the speed of a moving object

iii. Vergence movements:  allow both eyes to converge so image is at 

the fovea of both eyes

iv. These fixational movements are required for vision

c. Pupillary Reflex

i. Some ganglion cells have a photopigment of their own called 


1. Sends information about illumination (brightness of light)

2. Helps control pupillary reflex (constriction in bright light – 

parasympathetic reflex)

3. Sets circadian rhythms in suprachiasmatic nucleus of 


4. Suppression of the pineal gland

VIII. Neural Processing of Visual Information

A. Ganglion Cell Receptive Fields

a. Area of the retina with photoreceptors that send input to that ganglion cell b. Some ganglion cells have on­center fields:

i. A light in the center of the receptive field stimulates the ganglion 

cell strongly.

ii. A light toward the edge of the receptive field inhibits the ganglion 


c. Some ganglion cells have off­center fields:

i. A light in the center of the receptive field inhibits the ganglion cell.

ii. A light toward the edge of the receptive field stimulates the 

ganglion cell.

d. This allows enhancement of edges, improving visual clarity

B. Lateral Geniculate Nucleus

a. Each nucleus receives input from ganglion cells of each eye

b. Receptive field of each lateral geniculate neuron is the part of the retina it  “sees” through the ganglion cell input

C. Cerebral Cortex

a. Projections from the lateral geniculate bodies to area 17 of the occipital  lobe from the optic radiations

b. Gives area 17 a striped appearance – called the Striate Cortex

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

c. Area 17 projects to areas 18 and 19

Name That Lobe! Babababababababbaaba

Types of Cortical Neurons:

a. Simple neurons – rectangular; best stimulated by a slit or bar of light; only in area 17

b. Complex neurons – receive input from simple neurons

c. Hypercomplex neurons – receive input from complex neurons and are  stimulated by edges, angles, and curves

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

Chapter 11– Endocrine Glands: Secretion and Action of Hormones I. Endocrine Glands and Hormones

A. Endocrine Glands

1. Ductless

2. Secrete hormones into the blood

3. Hormones are carried to target ells having receptors for those hormones. 4. Many organs secrete hormones other than those discussed in this chapter such as the heart, liver, kidneys, and adipose tissue.

5. Neurohormones are secreted by specialized cells of the hypothalamus. 6. Hormones help regulate body metabolism, growth, and reproduction. B. Chemical Classification of Hormones

1. Amines, derived from tyrosine and tryptophan

i. Examples: hormones from the adrenal medulla, thyroid, and pineal


2. Polypeptides and proteins

i. Examples: antidiuretic hormone, insulin, and growth hormone

3. Glycoproteins are long polypeptides bound to a carboyhodrate

i. Examples: follicle­stimulating and lutenizing hormones

4. Steroids are lipids derived from cholesterol

i. Examples: testosterone, estradiol, progesterone, cortisol

ii. Secreted by adrenal cortex and gonads

C. Hormone Classifications by action

1. Polar hormones: water soluble

i. Cannot pass through plasma membranes

ii.  Must be injected if used as a drug

iii. includes polypeptides, glycoproteins, catecholamins, 

norepinephrine, and epinephrine.

2. Nonpolar: insoluble in water

i. Often called lipophilic hormones

ii. Can enter target cells directly

iii. Includes steroids, thyroid hormone, and melatonin

iv. Can be taken orally in pill form

D. Prohormones and Prehormones

1. Prohormones are inactive hormones that must be cut and spliced 

together to be active.

i. E.g. insulin

2. Prehormones are inactive prohormones that must be modified within  their target cells.

E. Common Aspects of Neural and Endocrine Regulation 

1. Neurotransmitters and hormones have many similarities

2. Hormones and neurotransmitters both interact with specific receptors. 3. Binding to a receptor causes a change within the cell.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

4. There are mechanisms to turn off target cell activity; the signal is either  removed or inactivated.

5. Some hormones can also be neurotransmitters in the CNS.

F. Hormone Interactions

1. A target cell is usually responsive to several different hormones.

i. Hormones my be antagonistic, synergistic, or permissive.

ii. How a cell responds depends on the amount of hormone and the 

combination of all hormones.

2. Synergistic effects

i. Occur when two or more hormones work together to produce a 

particular effect

ii. Effects may be additive, as when epinephrine and norepinephrine 

each affect the heart in the same way.

iii. Effects may be complementary, as when each hormone contributes a different piece of an overall outcome.

a. For example, producing milk required estrogen, prolactin, 

and oxytocin. 

3. Permissive effects

i. Occur when one hormone makes the target cell more responsive to 

a second hormone

ii. Exposure to estrogen makes the uterus more responsive to 


iii. Increased secretion of PTH makes the intestine more responsive to  Vit D3 in calcium absorption.

4. Antagonistic effects

i. Occur when hormones work in opposite directions.

ii. Insulin and glucagon both affect adipose tissue.

a. Insulin stimulates fat storage

b. Glucagon stimulates fat breakdown. 

G. Effects of hormone concentrations on tissue response

1. Hormone half­life

i. The time required for the plasma concentration of a given amount 

of hormone to be reduced by half

ii. The half­life of hormones circulating in the blood ranges from 

minutes to hours to days.

iii. Most hormones are removed from the blood by the liver and 

converted to less active products. 

2. Hormones concentration

i. Tissues only respond when hormone concentrations are at a certain

”normal” or physiological level.

ii. At higher pharmacological concentrations (when taken as drugs), 

effects may be different from normal.

a. High concentrations may result in binding to receptors of 

related hormones.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

b. This can result in widespread side effects. 

3. Priming Effects/Upregulation

i. Some target cells respond to a particular hormone by increasing the

umber of receptors it has for that hormone. 

ii. This makes it more sensitive to subsequent hormone release and 

have a greater response.

4. Desensititzation and downregulation

i. Prolonged exposure to high concentrations of hormone may result 

in a decreased number of receptors for that hormone.

ii. Occurs in adipose cells in response to high concentrations of 


iii. To avoid desensitization, many hormones are released in spurts, 

called pulsatile secretion. 

II. Mechanisms of Hormone Action

A. Introduction

1. Hormones bind to receptors on or in target cells.

i. Binding is highly specific.

ii. Hormones bind to receptors with a high affinity.

iii. Hormones bind to receptors with a low capacity; saturating the 

receptors with hormone molecules. 

2. Lipophilic hormone receptors are in the cytoplasm or nucleus

3. Water­soluble hormone receptors are on the outer surface of the plasma  membrane. 

B. Hormones that Bind to Nuclear Receptor Proteins

1. Lipophilic – steroid hormones and thyroid hormone:

i. Travel to target cells attached to carrier proteins.

ii. At the target cell, dissociate from the carrier protein and diffuse 

across the plasma membrane.

iii. Receptors are found within, or translocated to the nucleus and are 

called nuclear hormone receptors because they activate genetic 


2. These hormone receptors serve as transcription factors.

i. They are activated by the binding of the hormone. 

ii. The effect of these hormones is therefore to produce new proteins, 

usually enzymes that change metabolism inside the cell. 

3. Nuclear hormone receptors

i. Two regions are on the receptor:

a. Ligand­binding domain for the hormone

b. DNA­binding domain for DNA 

ii. Binding of the hormone activates the DNA­ binding domain, and it

binds to a hormone response element on the DNA which is a short 

DNA span adjacent to the gene that will be transcribed.

iii. Modern science has identified many “orphan” receptors without a 

known ligand. 

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

iv. Two main families – steroid family and thyroid family (Thyroid 

hormone, Vit D, retinoic acid)

4. Mechanism of steroid hormone action

i. Nongenomic action

a. May occur in the cytoplasm and involve second­messenger 


b. May cause effect in seconds to minutes, much faster than 


ii. Genomic action

a. Classical mechanism – stimulates genetic transcription

b. Required at least 30 minute to work

c. Better established and understood mechanism

d. Receptors are in the cytoplasm, though some may be in the 


e. Once the hormone binds to the receptor, the complex 

translocate to the nucleus.

f. Hormone­receptor complex binds to the specific hormone

response element of DNA.

g. Hormone response element have two “half­sites” which 

means that two­ligand­bound receptors must bind.

h. Called dimerization; this forms a homodimer since both 

complexes are the same. 

i. The activated nuclear hormone receptor now stimulates 


5. Coactivators and corepressors

i. Molecules are needed in addition to the steroid hormone.

ii. They bind to the nuclear receptor proteins at specific regions.

iii. This changes the effect of a given hormone in different cells; may 

activate or suppress transcription factors. 

6. Changes in receptor protein structure once the lignand binds

C. Thyroid Hormone Action

1. Thyroxine (T4) travels to target cells on thyroxine­binding globulin 


2. Some T3 is also released, but is not bonded to a carrier; “free iodine”

3. Inside the target cell, T4 is converted to T3.

4. Receptor proteins are located inside the nucleus bound to DNA.

5. The hormone response element on the DNA has two half­sites, one for a  T3 receptor and one for a 9­cis­retinoic acid receptor (a Vit A 


6. Binding of these molecules forms a heterodimer because there are two  different receptors

7. The binding of T3 will cause corepressor proteins to be removed and 

coactivator proteins to be recruited.

8. Vitamin D action in the cell is similar.

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

D. Hormones that Use 2nd Messengers

1. These hormones cannot cross the plasma membrane, so they bind to 

receptors on the cell surface.

2. Activate an intracellular mediator called a second messenger

3. There are three possible 2nd messenger mechanisms:

a. Adenylate cyclase

b. Phospholipase C

c. Tyrosine kinase

4. Adenylate Cyclase (cAMP) System

a. Used by epinephrine and norepinephrine

b. Binds to a β­adrenergic receptor

c. G­protein dissociates

d. Activates adenylate cyclase

e. Uses ATP to make cAMP

f. cAMP activates protein kinase

g. Protein kinase phosphorylates proteins in the target cell to 

alter cell metabolism

h. cAMP inactivated by phosphodiesterase

i. Some cell can use cGMP, which is similar in action

5. Phospholipase C System

a. Used by epinephrine in some cells

i. Bind to α­adrenergic receptors

ii. G­protein dissociates

iii. Activates phospholipase C

iv. Produces IP3 and DAG

v. Liberates Ca2+ from the endoplasmic reticulum

vi. Ca2+ activates calmodulin

vii. Activates protein kinases to modify enzymes

6. Two Systems of Epinephrine

7. Tyrosine Kinase System

a. Insulin and growth factors uses this system

b. The receptor is also the enzyme tyrosine kinase.  

c. The ligand­binding site is on the outside of the cell, and the

enzyme faces the cytoplasm.

d. The enzyme portion is activated via phosphorylation.

e. The activated receptor phosphorylates insulin receptor 

substrate molecules.

f. This activates a cascade of enzymatic activity. 

III. Pituitary Gland

A. Introduction

1. The pituitary gland is attached to the hypothalamus by the infundibulum 2. Divided into an anterior lobe (adenohypophysis) and a posterior lobe  (neurohypophysis)

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

i. The anterior pituitary is glandular epithelium with two parts – pars 

distalis and pars tuberalis

ii. The posterior pituitary is nervous tissue and also called the pars 


B. Pituitary Hormones

1. Secreted by the anterior lobe

2. Trophic hormones stimulate hormone secretion in other glands:

a. Growth hormone (GH)

b. Thyroid­stimulating hormone (TSH)

c. Adrenocorticotropic hormone (ACTH)

d. Follicle­stimulating hormone (FSH)

e. Luteinizing hormone (LH) – in the male, it is interstitial 

cell stimulating hormone (ICSH)

f. Prolactin (PRL)

C. Hypothalamic Control of Posterior Pituitary

D. Hypothalamic Control of Anterior Pituitary

E. Feedback control of the Anterior Pituitary

F. Higher Brain Controls

IV. Adrenal Glands

A. Structure of the Adrenal Glands

B. Function of the Adrenal Cortex

C. Functions of the Adrenal Medulla

V. Thyroid and Parathyroid Glands

A. Thyroid Gland Structure

B. Production and Action of Thyroid Hormone

C. Calcitonin

D. Diseases of the Thyroid

E. Parathyroid Glands

VI. Pancreas and Other Endocrine Glands

A. Pancreas

B. Pineal Gland

C. Other Endocrine Glands

VII. Paracrine and Autocrine Regulation

A. Autocrine vs. Paracrine Signals

B. Examples of Autocrine Regulation

C. Prostaglandins

Chapter 9, 10, & 11 Study Guide for Exam 2

Page Expired
It looks like your free minutes have expired! Lucky for you we have all the content you need, just sign up here