2.2 Het epileptische neuron Flashcards
Wat is een epileptische aanval?
Epileptische aanval (Stuip, toeval, convulsie, insult, seiziure):
- 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
Bijvoorbeeld hemiparese, afasie, dysartrie (Vooral negatieve symptomen)
Wat is het verschil tussen een TIA en Epilepsie?
In beide gevallen gaat het over zenuwcellen die hun werk niet doen
Bij een TIA is er echt een uitval van de zenuwcellen door zuurstoftekort waardoor er uitvalsverschijnselen ontstaan (Negatieve symptomen)
Bij Epilepsie gaat het over 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 de lokalisatie van de aanval
Wordt gekeken bijvoorbeeld op:
- Frontaal (F)
- Pariëtaal (P)
- Temporaal (T)
- Occipitaal (O)
- Centraal (C)
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
Bij een gegeneraliseerde aanval doen alle assen mee op een EEG
Wat zijn de kenmerken van de prikkelbaarheid van de zenuwcellen bij epilepsie?
- Zenuwcellen zijn prikkelbaar (‘Excitable’) -> Ze zijn elektrisch actief, ze kunnen actiepotentialen genereren (In tegenstelling tot fibroblasten, gliacellen, etc.)
- 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 abnormale prikkelbaarheid (Excitability) van de cellen -> Het wordt te makkelijk om actiepotentialen te genereren
Hoe ontstaat abnormale prikkelbaarheid?
Epileptische neuronen:
- Neuronen die prikkelbaarder zijn
- Bijvoorbeeld mutaties in ionkanalen waardoor prikkelbaarheid van neuronen hoger wordt
Epileptische neuronale netwerken -> Balans tussen excitatie en inhibitie verstoord
Wat bepaalt de prikkelbaarheid van1 neuron?
- Ion-concentraties -> Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+
- Ionkanalen -> Type, eigenschappen, dichtheid, verdeling (Dus ook waar ze zitten)
- Synaptische inputs -> Soort signalen: Exciterend of inhiberend
Bepaald allemaal de prikkelbaarheid van een neuron
Wat is het evenwichtspotentiaal?
Membraan is permeabel voor K+, maar niet voor Cl-
Kalium kan beide kanten opstromen en gaat naar de kant met de minste concentratie (Ek is evenwichtspotentiaal voor K). 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 nerstpotentiaal ofwel omkeerpotentiaal Ex
Concentratieverschil + selectief doorlaatbaar membraan -> Geeft een potentiaalverschil
Hoe wordt de evenwichtspotentiaal berekend?
Nernst vergelijking:
Ex = RT/zF * Ln([X]o/[X]i)
- 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
Iedere 10de verandering komt er 58 mV bij
Wat is log (10), log (1), log (0.1) en log (0.01)?
- Log(10) -> 1
- Log (1) -> 0
- Log (0.1) -> -1
- Log (0.01) -> -2
Wat doet de Na/K ATPase?
- Efflux van 3 Na+
- Influx van 2 K+
- Hydrolyse van 1 ATP
Concentratieverschil tussen de intracellulaire en intracellulaire werking
Wat is het effect van de 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 de 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).
Dit wordt 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)
In het algemeen 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
Als natrium beter werkt is er meer kans op epilepsie en bij beter werkende kalium kanalen is er minder kan tot epilepsie
Wat zijn de stappen die nodig zijn voor het tot stand komen van de actiepotentiaal?
1) 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
2) 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 premeabiliteit (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
Waarom 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
Wat zijn de belangrijkste eigenschappen over de spanningsafhankelijke ionkanalen?
- Selectiviteit -> Natriumkanaal laat alleen natriumionen door
- Conductantie -> Maat voor het gemak waarmee ionen het kanaal kunnen passeren
- Activatie (Openen), deactivatie (Sluiten) en eventueel inactivatie
onder invloed van
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 iste berekenen met de Wet van Ohm
I = V/R = g*V
- I: Stroom in ampere
- V: Spanning (Membraanpotentiaal) in Volt
- G: Geleidbaarheid (Conductantie) in Siemens (1/R)
Hoe verder V van E, hoe groter de stroom zal zijn door de open kanalen voor dat ion.
Wat is de structuur van het Kaliumkanaal?
- Viet subunits vormen 1 kanaal (Tetrameer)
- Drie onderdelen -> Transmembraan segmenten (Meestal 6: S1-6), P loop en intracellulaire loops
- P loop is belangrijk voor selectiviteit (Dat alleen kaliumionen erdoorheen gaan bij de Kaliumkanalen)
- S1-4 zijn van belang voor spanningsafhankelijk (Met name S4)
- S5-6 zijn belangrijk voor open en dichtgaan
- Intracellulaire loops zijn belangrijk voor inactivatie
Wat is de 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 als gevolg van het wegvallen van de prikkel (Hier -> Repolarisatie)
Hoe is er inactivatie van natriumkanalen?
Aan het kanaal zit intracellulair een loop met een balletje. Op het moment dat het kanaal openstaat kan het balletje in het kanaal gaan zitten waardoor het niet meer toegankelijk is
Wat is de refractaire periode?
Periode kort na de actiepotentiaal waarin de cel verminderd of zelfs niet prikkelbaar is voor nieuwe impulsen
