Guyton H7 Flashcards
Wat doet curare?
Bloikkeert de ACh-kanalen door de receptor site te binden (competitieve antagonist).
Wat doet Botulinum Toxine?
Blokkeert de vrijlating van ACh-blaasjes. Dus minder ACh in de synaptic cleft.
Wat zijn metacholine, carbachol en nicotine voor medicijnen? Waartoe leiden ze?
Drugs die vergelijkbare werking hebben als ACh, maar worden niet (of heel langzaam) afgebroken door acetylcholinesterase, dus hebben minuten tot urenlange werking.
Kunnen voor spierspasmen zorgen, omdat het eigenlijk voor veel actiepotentialen achter elkaar zorgt, doordat de werking langer is.
Hoe werken medicijnen als methacholine, carbachol en nicotine?
Ze zorgen steeds weer voor lokale gebieden met depolarisatie, daar waar de acetylcholine receptoren zich bevinden. Elke keer dat de spiervezel herstelt van een vorige contractie, gaan deze gebieden opnieuw samentrekken, want er zijn nog steeds ionen aan het lekken. Dit zorgt voor spierspasmes.
Wat zijn neostigmine, physostigmine en di-isopropyl fluorofosfaat? En waartoe kunnen ze leiden?
Medicijnen die acetylcholinesterase inactiveren, waardoor ACh langer in de synapsspleet blijft en zijn werking kan doen door aan de receptoren te binden (want ACh wordt niet meer gehydroliseerd).
Kan ook spierspasmen veroorzaken, en zelfs de dood, omdat de laryngeal spier steeds blijft samentrekken en de persoon dus stikt.
Wat is myasthenia gravis voor ziekte? Waar kan het toe leiden?
Een auto-immuunziekte waarbij acetylcholinereceptoren worden aangevallen door het eigen immuunsysteem (antilichamen). Hierdoor zijn end plate potentials meestal te zwak om natriumkanalen te openen en een actiepotentiaal te genereren. Dit kan voor verlamming zorgen van de spieren.
Wat is het rustpotentiaal in skeletspieren?
-80 tot -90 mV (dit is 10-20 mV negatiever dan in neuronen)
Is een actiepotentiaal in skeletspieren langer dan in zenuwen?
Ja, actiepotentialen in skeletspieren zijn langer dan in zenuwen.
Is de geleidingssnelheid van gemyeliniseerde zenuwen groter of kleiner dan in spiervezels? Hoe groot is die in spiervezels?
Groter dan in spiervezels natuurlijk (1/13e kleiner in spier). Daarin 3-5 m/seconde
Wat is de functie van T-tubule?
Zorgt ervoor dat een signaal/actiepotentiaal diep in de spier doordringt ipv alleen maar aan de oppervlakte. Transverse tubule penetreert door de gehele spiervezel.
Uit welke 2 delen bestaat het SR?
- terminal cisternae liggen om de T-tubule heen (zijn dikke grote buizen)
- Longitudinale tubules = netwerk tussen deze terminale cisternae
Welke kanalen laten de calcium die opgeslagen zit in het SR vrij en hoe doen ze dit?
Het zijn de dihydropyridine receptoren (DHP) die de potentiaalverandering in het membraan (van T-tubuli) opmerken. De DHP receptoren zijn verbonden met calcium-release kanalen (ryanodinge receptor kanalen) en triggeren zo de opening hiervan in cisternae en longitudinale tubules.
Wat is calsequesterin?
Eiwit in het SR dat calcium met een hoge affiniteit bindt. Tot 40 calciumionen per molecuul.
Door wat voor type zenuwen zijn skeletspieren geïnnerveerd?
Grote gemyeliniseerde zenuwen
Waar komen die grote gemyeliniseerde zenuwen vandaan?
Van grote motorneuronen uit de anterior horns van de spinal cord.
Hoeveel % van de spierfibers hebben maar 1 neuromusculaire junctie per fiber?
98% (2% heeft dus meer).
Wat is de motorische eindplaat?
Het complex van vertakkende zenuwuiteinden die in het oppervlak van de spiervezel invagineren, maar buiten de plasmamembraan van de spiervezel liggen. Motor eindplaat = nm junctie.
Het postsynaptische onderdeel van de neuromusculaire junction.
Hoe breed is de synaptische space/cleft (spleet)?
20-30 nm
Wat is de synaptic gutter (goot)?
Plek waar de membraan van spiervezel (postsynaptisch) invaginated is (om oppervlakte te verhogen).
Wat is de subneurale cleft (spleet)? Wat doen ze?
De kleine vouwen (folds) aan de bodem van synaptische gutter van het membraan, die de oppervlakte ook weer vergroten.
Welk organel vind je veel in axon terminaal?
Mitochondria
Waarvoor is veel ATP nodig in axon terminaal?
Voor de synthese van ACh
Waar wordt ACh gesynthetiseerd?
In cytoplasma van axon terminal
Nadat ACh in cytoplasma is gemaakt, wat gebeurt er dan met ACh?
Wordt heel snel in synaptische vesicles opgeslagen, 300.000 in terminals van 1 motor endplate.
Welk enzym vind je in synaptische spleet / cleft?
Acetylcholinesterase
Hoe snel (en waar) breekt acetylcholinesterase ACh af?
Binnen een paar milliseconde na afgifte in de synaptische spleet.
Hoeveel vesicles staan er normaal in de terminals van 1 motor eindplaat klaar?
300.000 vesicles
Hoeveel vesicles worden er vrijgegeven per actiepotentiaal?
125 vesicles
Wat ligt er aan de kant van een dense bar in axon terminal?
Voltage gated Ca2+ channels die de membraan penetreren.
Noem stappen op van actiepotentiaal in axonterminal
- Actiepotentiaal komt in axon terminaal
- Ca2+ kanalen openen en Ca2+ komt in terminal axon vanuit synaptische spleet.
- Ca2+ ionen activeren Ca2+ - CaM - dependent protein kinase
- Kinase fosfolyreert synapsine eiwitten
- Synapsin ankert ACh blaasjes in cytoskelet van presynaptische terminal
- Dit proces laat ACh blaasjes naar actieve zone bij dense bars gaan
- ACh moleculen worden hier vrijgelaten door exocytose (fusie met membraan) in synaptische spleet
Waar is de actieve zone in presynpatische axon?
Naast de dense bars
Waar liggen de ACh receptoren en waar de voltage gated Na+ channels?
ACh receptoren gelijk onder presynaptisch membraan, bij de monden van de subneurale spleet, direct onder dense bars.
Voltage gated Na+ channels liggen verder onder in subneurale clefts. Deze gaan open wanneer ACh channels opengaan en de postsynaptische cel positiever wordt.
Wat is de moleculaire weight van een ACh receptor?
275.000 Da
Waar bestaat de ACh receptor uit?
5 subunits:
- 2 Alpha
- 1 Beta
- 1 Delta
- 1 Gamma
Door welke protein wordt gamma protein ook wel vervangen bij volwassenen?
Epsilon protein
Aan welke subunits kan ACh binden op de receptor?
Alpha subunits
Hoeveel ACh moleculen kunnen er binden aan de ACh receptor?
2 ACh moleculen
Is de ACh receptor negatief geladen van binnen?
Ja, zodat er geen negatieve anionen doorheen gaan.
Wanneer gaat de ACh receptor open?
Wanneer beide alpha subunits een ACh molecuul gebonden hebben.
Wat is de diameter van ACh receptor?
0.65 nm
Welke ionen kunnen er allemaal door ACh receptor?
Na+, K+, Ca2+
Hoeveel Na+ ionen kunnen er door ACh receptor binnen 1 milliseconde?
15.000 - 30.000
Welke ion gaat er vooral door ACh channel wanneer geopend?
Na+
Waarom gaat vooral Na+ door ACh heen?
Omdat eigenlijk Na+ vooral in hoge concentratie aanwezig is ECF en omdat de negatieve celinhoud positieve Na+ ionen naar binnen toe trekken.
Ca niet veel aanwezig in exv en vergelijking met Na
Waarom gaat K+ dan niet gemakkelijk door de ACh receptor heen?
Omdat de negatieve celinhoud de positieve K+ ionen graag wil behouden.
Wat gebeurt er met ACh, na vrijgeving door axon en binding aan ACh receptor?
Het wordt afgebroken door acetylcholinesterase na een paar milliseconden en een deel diffundeert weg uit de synaptische spleet.
Naast dat een spier fatigue kan hebben, kan een zenuw dat ook?
Ja, wanneer er voor een lange tijd snel actiepotentialen gevuurd worden (100/sec voor aantal minuten), kan er fatigue ontstaan. ACh vesicles raken dan op.
Hoe groot zijn ACh vesicles in axon terminaal?
40 nm
Door welk organel worden die ACh vesicles gevormd?
Golgi apparatus (in cellichaam van motorneuron in spinal chord)
Hoe worden de blaasjes met ACh getransporteerd en waar naartoe?
Door het axoplasma, dat door de kern van een axon stroomt: helemaal vanaf het cellichaam in het ruggenmerg tot aan de neuromuscular junction.
Hoeveel ACh moleculen zitten er in elke vesicle?
10.000 moleculen ACh
Hoeveel X hoger wordt de Ca2+ concentratie wanneer Ca2+ voltage gated channels in de presynaptische membraan (zenuwterminal) opengaan?
100-fold hoger
Hoeveel x sneller wordt de fusie van ACh blaasjes met membraan wanneer Ca2+ binnenstroomt?
10.000-fold hoger
Hoelang duurt het event van AP in axon tot afbraak ACh in synaptische spleet?
5-10 milliseconden
Wat doet acetylcholinesterase?
Het splitst acetylcholine in acetaat ion en choline
Wat gebeurt er met het overgebleven choline?
Actief gereabsorbeerd in de neural terminal om nieuwe acetylcholine te vormen
Welke contractile protein is belangrijk voor vrijlating en opname vesicles?
Clathrin
Wat doet D-tubocurarine?
Het blokkeert de actie van ACh in ACh receptoren, waardoor er geen eindplaat actiepotentiaal kan worden gegenereerd.
Hoe vaak komt myasthenis gravis voor?
1/20.000
Welk medicijn wordt vaak gegeven bij myasthenis gravis? En waarom?
Neostigmine (of andere anti-cholinesterase medicijn), omdat dit grotere hoeveelheden ACh in de spleet laat ophopen.
Hoeveel negatiever is het rustpotentiaal van skeletspieren in vergelijking met neuronen?
10-20 mV negatiever
Neuronen: -70 mV
Skeletspier: -90 tm -80 mV
Hoe lang duurt een actiepotentiaal van een skeletspier?
1-5 milliseconden
Hoe snel is de geleidingssnelheid in skeletspier potentialen?
3-5 m/sec. Dit is 1/13 deel van de snelheid van grote zenuwen.
Wat bevat een T-tubule?
Is verbonden aan ECF, dus ECF. Het is dus eigenlijk een internal extension van het celmembraan, omdat het ook aan de buitenkant van de spiervezel open is en in contact staat met het ECF.
Welk ion bevatten de T-tubules in hoge concentratie?
Ca2+? Of zit dit in SR in vesicles?
Welke receptor zit in de T-tubuli en is gevoelig voor de actiepotentiaal wanneer de T tubules die meebrengt?
DHP receptor
Aan welke receptor is DHP receptor gekoppeld? En wat zijn dit voor kanalen?
Ryanodine (RyR) receptor channels. Dit zijn calcium release channels.
Hoe heet de pomp die Ca2+ weer terug in SR pompt?
SERCA (sarcoplasmic reticulum Ca2+ - ATPase)
Hoe heet een protein in SR die Ca2+ bindt? En waar bevindt dit eiwit zich?
Calsequestrin in het SR
Hoeveel Ca2+ ionen kan 1 molecuul casequestrin binden?
40 Ca2+ ionen
Wat is de normale Ca2+ concentratie in rust in skeletspieren?
1 x 10^-7
Hoe hoog kan deze Ca2+ concentratie worden wanneer er volledige activatie is?
2x10^-4 ( = 500-fold hoger).
Dit is 10x hoger dan de benodigde hoeveelheid om maximum contractie te veroorzaken.
Wat ligt ten grondslag bij malignant hypertermia of hypermetabolic crisis?
6 mutaties in RyR of DHP receptoren genen
Waardoor wordt malignant hyperthermia veroorzaakt?
Door anaesthesie, reageren de RyR of DHP (of beide) > ongereguleerd Ca2+ ionen binnen kunnen stromen > veel spiercontracties > meer metabole reacties > meer wartme, acidosis en energie depletie.
Wat zijn de symptomen van malignant hyperthermia? X5
- Spier stijfheid
- Hoge koorts
- Hoge hartslag
- Snelle afbraak spierweefsel (rhabdomyolysis)
- Hoge K+ levels in plasma (K+ wordt losgelaten door beschadigde spiercellen)
Hoe behandel je malignant hyperthermia?
Snel iemand afkoelen en eventuele administratie van dantrolene
Wat doet dantrolene?
Antagoniseert RyR receptoren, waardoor er minder Ca2+ wordt vrijgelaten om spiercontractie te verminderen.
Waar in de zenuw worden ACh vesicles gemaakt?
In Golgi-apparaat in het cellichaam van de motoneuron ruggenmerg.
Hoeveel T-tubuli per sarcomeer in zoogdieren en waar?
2, op de grens van de A-I bands
Hoe snel na een actiepotentiaal ontstaan er coated pits?
Een paar seconden na AP
Hoe snel worden er dan weer nieuwe vesicles gevormd door die coated pits na AP?
Binnen 20 seconden.
En nadat die vesicles dan weer gevormd zijn, hoe snel wordt er dan ACh in deze vesicles gedaan?
Binnen een paar seconden nadat de vesicles gevormd zijn.
Hoe lang duurt de vrijlating van Ca2+ in skeletspieren ongeveer?
1/20e seconde
Duurt de Ca2+ instroom in het hart langer of korter dan skeletspieren?
Langer, want AP ook langer in hart.
Hoe noem je malignant hyperthermia ook wel?
Hypermetabolische crisis
Waarom moeten er steeds opnieuw vesicles gevormd worden?
Het aantal vesicles in de zenuwuiteinden dat beschikbaar is, is genoeg voor maar een paar duizend impulsen (nerve > muscle), dus er moeten steeds nieuwe vesicles bijgemaakt worden zodat de neuromuscular juntion steeds kan blijven functioneren.
Hoe lang werkt neostigmine?
Een aantal uren
Hoe lang werkt physostigmine?
Een aantal uren
Hoe lang werkt di-isopropyl fluorophosphate?
Een aantal weken, dus het is echt een powerful zenuwgif
Wat doet een curariform drug? En noem een voorbeeld:
Voorkomen van passage van impulsen van nerve ending naar spier.
Voorbeeld: D-tubocurarine blokkeert de actie van ACh op de receptoren in de spiervezel.
In hoeveel mensen komt myasthenia gravis voor?
1 op 20.000
Wat is de behandling voor myasthenia gravis?
Het toedienen van neostigmine of een andere anticholinesterase drug, want dan komen grotere hoeveelheden dan normaal van ACh in the synpatic space. Binnen minuten, kan dit voor normale functie in deze mensen zorgen, totdat een nieuwe dosis van het medicijn nodig is.
Waar staat de T voor in de T-tubules? En wat betekent dit?
Transverse: de tubules lopen transverse aan de myofibrils (dus loodrecht erop), van de ene naar de andere kant.
Waarom heb je deze T-tubules echt nodig?
Hierdoor kan maximale contractie bereikt worden, anders lukt dit niet, want daarvoor moet de actiepotentiaal diep in de vezels kunnen doordringen.
Hoe heet het totale proces waarbij T-tubules in actie komen om actiepotentialen diep te laten penetreren?
Excitation-contraction coupling
Wat vormen meerdere T-tubules samen?
Hele planes van tubules die samen door heel veel myofibrillen heengewoven zijn.
Wat is een special feature van het SR?
In de vesikular tubules is een overschot aan calciumionen in hele hoge concentratie, die losgelaten worden uit elk blaasje elke keer dat er een actiepotentiaal arriveert in een nabijgelegen T-tubule.
Waar zijn SERCA pompen gelokaliseerd?
In de wanden van het SR
Wat doen SERCA pompen?
Deze pompen calciumionen weg bij de myofibrillen terug in de sarcoplasmic tubules.
Zijn SERCA pompen altijd actief?
Ja
Wat kan de concentratie van calcium in de tubules zijn? En waardoor?
10.000 fold door de SERCA pomp
Hoe lang duurt de calcium pulse in hartcellen en waarom?
1/3e van een seconde (dus veel langer dan voor skeletal muscles), omdat de actiepotentiaal veel langer duurt.
Wat moet er gebeuren zodat contractie aanhoudt?
Een serie van calcium pulses moeten geïnitieerd worden door een continue serie van actiepotentialen.
Wat is het sarcoplasmatisch reticulum?
Een reticulum in het sarcoplasma om de myofibrillen heen, belangrijk voor calcium en dus contractie.
Wat is het excitatie-contractie koppel? Leg de werking uit:
Het proces waarbij de actiepotentiaal door de T-tubule gaat en zo de vrijlating van calciumionen in alle myofibrillen van de spiervezel veroorzaakt. De calciumionen zorgen weer voor contractie.
Wat is de motor end plate potential? Hoeveel neemt de potentiaal toe?
De lokale potentiaal die optreedt door het binnenkomen van natriumionen door de ACh receptor kanalen. Een lokale toename van 50 tot 75 millivolt.
Hoeveel volt toename is al genoeg om meer natriumkanalen te openen?
20 tot 30 millivolt
Wat gebeurt er na de end plate potentiaal?
Dan is de celmembraan van spiervezel genoeg positief geworden voor depolarisatie (het openen van natriumkanalen). Uiteindelijk komt hier een actiepotentiaal uit.
Heeft een neuromusculaire junction een hoge veiligheidsfactor?
Ja, om een impuls 3x zoveel end plate potentiaal veroorzaakt als nodig voor stimulatie.
Hoelang duurt totale puls van calcium?
1/20e van een seconde, tijdens dit vindt contractie plaats.
Welke medicijnen deactiveren cholinesterase?
Neostigmine physostigmine en diisopropyl fluorofosfaat.
