2.2 het epileptische neuron Flashcards
wat is een epileptische aanval?
Epileptische aanval (stuip, toeval, convulsie, insult, seizure): klinische manifestatie van een plotselinge, kortdurende functiestoornis van de hersenen ten gevolge van excessieve of synchroon optredende activiteit van cerebrale neuronen
wat is een TIA?
Kortdurende, voorbijgaande aanvallen van neurologische uitvalverschijnselen die worden veroorzaakt door een tijdelijke, focale stoornis in de bloedvoorziening.
Bijv. hemiparese, afasie, dysartrie (vooral negatieve symptomen)
verschil tia en epilepsie
In beide gevallen gaat het over zenuwcellen die hun werk niet doen
Bij TIA echt een uitval van de zenuwcellen door zuurstoftekort ofz waardoor je uitvals verschijnselen krijgt (negatieve symptomen)
Bij epilepsie gaat het eorver dat de zenuwcellen spontaan gaan vuren terwijl ze niet moeten vuren (positieve symptomen)
waar kijkt een Elektro-encefalogram (EEG) naar
elektrische activiteit van de hersenen
kan iets zeggen over localisatie van de aanval
wat gebeurd er in de hersenen tijdens een focale epileptische aanval?
Focale epileptische aanval:
Ontstaat door hypersynchrone neuronale activiteit in een deel van de hersenschors. Een grote groep cellen gaat synchroon salvo’s actiepotentialen afvuren
zeg wat over de prikkelbaarheid van zenuwcellen
hoe zit dat bij epilepsie
Zenuwcellen zijn prikkelbaar (‘excitable’): ze zijn elektrisch actief, ze kunnen actiepotentialen genereren
Het ‘gemak’ waarmee dat gaat, bepaalt hun prikkelbaarheid (‘excitability’).
De prikkelbaarheid is dus een maat voor de neiging van zenuwcellen om
actiepotentialen te genereren.
Bij epilepsie is de prikkelbaarheid van sommige zenuwcellen abnormaal hoog.
hoe ontstaan insulten?
De overmatige ontladingen ontstaan door een abnormale prikkelbaarheid (excitability) van de cellen: het wordt te makkelijk om actiepotentialen te genereren.
hoe ontstaat abnormale prikkelbaarheid?
epileptische neuronen
- neuronen die prikkelbaarder zijn
- bv mutaties in ionkanalen waardoor prikkelbaarheid van neuronen hoger wordt
epileptische neuronale netwerken (balans tussen excitatie en inhibitie verstoord)
wat bepaalt de prikkelbaarheid van 1 neuron?
ion-concentraties (Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+)
ionkanalen (type, eigenschappen, dichtheid, verdeling)
synaptische inputs (soort signalen: exciterend of inhiberend)
wat is het evenwichtspotentiaal?
membraan is permeabel voor k+ maar niet voor cl-
kalium kan beiden kanten opstromen en gaat naar de kant met de minste concentratie. er ontstaat dus een elektrische kracht als aan de ene kant van het membraan de concentratie minder is dan aan de andere kant. als de krachten even groot zijn en de netto elektrochemische kracht 0 is, is er sprake van een evenwichtspotentiaal ofwel nernstpotentiaal ofwel omkeerpotentiaal Ex
hoe bereken je evenwichtspotentiaal
nernst vergelijking
Ex= 58 mV log [X]o/[X]i
Ex= 58 mV log (extracellulaire concentratie/ intracellulaire concentratie)
nernst potentiaal is de potentiaal waarbij de netto stroom voor dat ion 0 is
wat is log(10)
log(1)
(log0.1)
(log0.01)
log(10)=1
log(1)=0
log(0.1)=-1
log(0.01)=-2
wat doet Na/k ATPase?
Efflux van 3 Na+
Influx van 2 K+
Hydrolyse van 1 ATP
wat is effect Na/K pomp?
Door de werking van de Na+/K+ pomp is:
- [K+] intracellulair veel hoger dan extracellulair
- [Na+] extracellulair veel hoger dan intracellulair
Hierdoor is de evenwichtspotentiaal voor K+ (EK) negatief en
de evenwichtspotentiaal voor Na+ (ENa) positief.
Dit maakt het mogelijk dat een cel actiepotentialen vuurt.
hoe ontstaat een actiepotentiaal?
De actiepotentiaal ontstaat door een kortdurende toename van de geleidbaarheid van de membraan voor Na+ waardoor de membraanpotentiaal in
de richting van de evenwichtspotentiaal voor Na+ gaat (depolarisatie),
gevolgd door een toename van de geleidbaarheid van de membraan voor kaliumionen, waardoor de
membraanpotentiaal weer teruggaat in de richting van de evenwichtspotentiaal voor K+ (repolarisatie).
Iha geldt dus dat een verhoogde geleidbaarheid voor Na+ dus de prikkelbaarheid verhoogt, terwijl een verhoging van de geleidbaarheid voor K+ de neiging tot vuren verlaagt.
De toename van de doorlaatbaarheid van de membraan voor Na+ is het gevolg van het openen van natriumkanalen.
noem de stappen voor het tot stand komen van een actiepotentiaal
- spanningsafhankelijke natriumkanalen gaan open door een stimulus–> natrium gaat de cel in–> membraanpotentiaal wordt positiever–> cel depolariseert
- Na gaat de cel in omdat er extracellulair meer Na is dan intracellulair - natriumkanalen inactiveren en spanningsafhankelijke kaliumkanalen gaan open–> kalium gaat de cel uit–> membraanpotentiaal wordt negatiever–> cel repolariseert
wat is de goldman (GHK) vergelijking
De membraanpotentiaal bevindt zich altijd tussen EK en ENa.
Hoe groter de permeabiliteit (P) voor een ion, des te dichter ligt de membraanpotentiaal bij de evenwichtspotentiaal van dat ion.
In rust: PK > PNa, daarom ligt membraanpotentiaal dicht bij evenwichtspotentiaal van Kalium.
Tijdens depolarisatiefase van een actiepotentiaal: PNa > PK, daarom gaat Vm (membraanpotentiaal)
snel richting ENa
hoezo ontstaat er sneller een insult bij een mutatie aan de natriumkanalen?
bij een mutatie aan de natriumkanalen waardoor deze makkelijker open gaan is er een kleinere depolarisatie nodig
belangrijrijke eigenschappen spanningsafhankelijke ionkanalen?
selectiviteit (natriumkanaal laat alleen natriumionen door)
conductantie (maat voor het gemak waarmee ionen het kanaal kunnen passeren)
activatie (openen), deactivatie (sluiten) en evt. inactivatie oiv membraanpotentiaal
(spanningsafhankelijk omdat ze gevoelig zijn voor de membraanpotentiaal.
spanningsafhankelijke ionkanalen zijn kalium en natrium kanalen)
wat is de wet van ohm
hoeveelheid stroom die door het kanaal loopt is te berekenen met de wet van ohm
I=V/R=gV
I= stroom in ampere
V= spanning (membraanpotentiaal) in volt
g= geleidbaarheid (conductantie) in Siemens (=1/R)
zeg wat over de structuur van het kalium kanaal
- vier subunits vormen één kanaal (tetrameer)
- drie onderdelen: transmembraan segmenten (meestal 6: S1-6), P loop en intracellulaire loops
- P loop belangrijk voor selectiviteit (dat alleen kaliumionen erdoorheen gaan)
- S1-4 van belang voor spanningsafhankelijkheid (met name S4)
- S5-6 belangrijk voor open en dicht gaan
- intracellulaire loops belangrijk voor inactivatie
wat is activatie en deactivatie van het kaliumkanaal?
Activatie: het openen van een ionkanaal onder invloed van de juiste prikkel (in dit geval depolarisatie)
Deactivatie: het weer sluiten van een ionkanaal agv het wegvallen van de prikkel (hier: repolarisatie)
hoe inactivatie van natrium kanalen?
aan het kanaal zit intracellulair een loop met een balletje. op het moment dat het kanaal open staat kan het balletje in het kanaal gaan zitten waardoor het niet meer toegankelijk is
wat is de refractaire periode?
periode kort na actiepotentiaal waarin cel verminderd of zelfs niet prikkelbaar is voor nieuwe impulsen
wat zijn oorzaken van refractaire periode?
Twee oorzaken:
1. Na-kanalen moeten herstellen van inactivatie (balletje zit erin en moet er ook weer uit)
- K-kanalen staan nog open
Hoe kun je de spanningsafhankelijkheid van een ionkanaal meten?
mbv voltage clamp methode
- Meet de stroom die nodig is om een bepaalde membraanpotentiaal aan een cel op te leggen
-Wordt vaak gebruikt in combinatie met farmaca, zodat het mogelijk is
selectief de stroom door een bepaald type kanalen te meten
wat gebeurd er met natriumconductantie en -stroom bij depolarisatie?
natriumconductantie (=geleidbaarheid) neemt toe bij toenemende depolarisatie
natriumstroom neemt aanvankelijk toe bij toenemende depolarisatie
(door spanningsafhankelijkheid), bij verdere depolarisatie af (afname drijvende kracht want je gaat verder van evenwichtspotentiaal af)
wat is conventie?
als kationen naar binnen gaan (positief geladen ionen zoals natrium)= inwaartse stroom= negatief weergegeven
De piek Na-stroom neemt bij toenemende depolarisatie eerst toe en dan af. Waardoor komt de afname?
door afname van de drijvende kracht
wat verwacht je van de activatiecurve van natrium en kalium bij epilepsie?
linksverschuiving van natrium: er is een kleinere depolarisatie nodig om de natriumkanalen te openen
of
rechtsverschuiving kalium: meer moeite nodig om de kaliumkanalen te openen (er is een hogere prikkelbaarheid)
