H5 Flashcards
Hoe communiceren neuronen met elkaar?
Neuronen communiceren via synapsen
* Neuron A = presynaptisch
* Neuron B = postsynaptisch
–> Tussen deze twee zit een opening = synap(tische spleet), hierin zit vloeistof
Loewi’s experiment
2 vaten met harten erin –> n. Vagus van ene hart stimuleren –> waren verbonden met vloeistof, harstlag werd gemeten –> hartslag vertraagd in BEIDE HARTEN!
DUS: transmissie van info tussen neuronen gebeurt via chemische weg
BELANGRIJK
Neurochemische synaps
Bestaat uit:
* Eindknop van presynaptische axon
* Synaptische spleet
* Postsynaptisch membraan
- Een actiepotentiaal gegeneerd door de presynaptische neuron leidt tot afgifte (exocytose) van een neurotransmitter vanuit de presynaptische eindknop in de synaptische spleet
- De neurotransmitter bindt zich aan het postsynaptisch membraan en zorgt daar voor een (subtiele) verandering in het rustpotentiaal (EPSP of IPSP)
BELANGRIJK
Exocytose
Afgifte –> actiepotentiaal in de presynaptische neuron zorgt voor de afgifte van neurotransmitters. De neurotransmitters gaan van de presynaptische eindknop in de synaptische spleet, vanuit daar bindt het zich aan het postsynaptische membraan en veroorzaakt IPSP/EPSP
BELANGRIJK
Neurotransmissie in 4 stappen
- Aanmaak (synthesis) & transport van neurotransmitter
- Afgifte van neurotransmitter (release)
- Receptor actie op postsynaptisch membraan (effect)
- Inactivatie
BELANGRIJK
Aanmaak (synthesis) & transport van neurotransmitters
Neurotransmissie
- In cellichaam (DNA, mRNA)
- In eindknop van axon (precursor moleculen afgeleid van voedsel)
BELANGRIJK
Afgifte neurotransmitter (release)
Neurotransmissie
- In reactie op een actiepotentiaal (Calcium influx)
- Afgifte in synaptische spleet (exocytose)
BELANGRIJK
Receptor actie postsynaptisch membraan
Neurotransmissie
- Depolarisatie (excitatie)
- Hyperpolarisatie (inhibitie)
- Modulatie (inhibitie of excitatie van andere chemische reacties)
BELANGRIJK
Inactivatie neurotransmitter
Neurotransmissie
- Afvoer door diffusie uit synaptische spleet
- Afbraak door enzymen
- Heropname (reuptake) in presynaptische cel
- Opname door gliacellen (astrocyten)
Quantum
Inhoud van 1 synaptisch blaasje, er is veel quanta nodig voor een nieuwe actiepotentiaal in de postsynaptische neuron
Hoeveelheid afgegeven neurotransmitter hangt af van calcium influx in eindknop en aantal blaasjes dat ‘voor anker’ ligt
Axo-dendritische synaps
Gaat van axon naar de dendriet
Axo-somatisch
Gaat van axon naar het cellichaam
Welke soorten synapsen zijn er?
- Exiterende synapsen (TYPE I)
- Inhiberende synapsen (TYPE II)
Niet de neurotransmitter, maar het type receptor bepaalt of er inhibitie of excitatie plaatsvindt
Exciterend (TYPE l) synaps
- op dendrieten
- ronde synaptische blaasjes (‘vesicles’)
- hoge dichtheid (pre- en postsynaptisch)
- brede synaptische spleet
- grote actieve zone
Inhiberend (TYPE II) synaps
- op cellichaam
- platte synaptische blaasjes (‘vesicles’)
- lage dichtheid (pre- en postsynaptisch)
- smalle synaptische spleet
- kleine actieve zone
Criteria voor neurotransmitter
- aangemaakt/ aanwezig in de neuron
- Afgifte resulteert in effect andere cellen
- Experimentele plaatsing resulteert in hetzelfde effect
- Mechanisme om de stof te verwijderen bestaat
Veel stoffen voldoen (nog) niet aan deze criteria –> putatieve (veronderstelde) neurotransmitters
Waarvoor wordt de term neurotransmitter tegenwoordig gebruikt?
‘Klassieke’ neurotransmitter: brengt een potentiaalverschil teweeg op het postsynaptische membraan (EPSP, IPSP).
Tegenwoordig ook voor stoffen die:
* de structuur van de synaps veranderen
* zich van post- naar presynaptische membraan verplaatsen –> retrograde neurotransmitters (bewegen in tegenovergestelde richting)
* alleen werkzaam zijn in combinatie met andere stoffen (cocktail)
* zowel als neurotransmitter als hormoon fungeren
Classificatie neurotransmitter
- kleine molecuul transmitters (Acetylcholine, Dopamine, Norepinefrine en Serotonine) uit voeding
- peptide transmitters (gesynthetiseerd via DNA en mRNA)
- lipide transmitter zorgt voor neuromodulatie
+ gassen en ion transmitter
Acetylcholine (Ach)
Door enzymen gesynthetiseerd uit –> acetaat en choline
Serotonine (5-HT)
Gesynthetiseerd uit L-tryptofaan
* Reguleert stemming/agressie, eetlust, opwinding, ademhaling, pijnperceptie
* Lage serotonine –> sombere stemming
* Hoge serotonine –> agressie
GABA
Wordt gevormd door kleine modificatie van glutamaat (umami: parmezaanse kaas, zeewier, miso soep, paddenstoelen)
* In grote hersenen en cerebellum: Glutamaat excitatie, GABA inhibitie
* In hersenstam en ruggenmerg: Glutamaat excitatie, Glycine inhibitie
Dopamine, Norepinefrine en Epinefrine synthese
Gesynthetiseerd uit Tyrosine
Van tyrosine naar epinephrine
- Tyrosine
- L-Dopa: kan wel door bloed-hersenbarriere
- Dopamine: kan niet door bloed-hersenbarriere
- Norepinephrine
- Epinephrine
Toediening van L-Dopa (Levodopa) in pilvorm is vaak de eerste stap in behandeling van Dopamine insufficiëntie in Parkinson
Rate limiting factor
Enzym dat L-Dopa synthetiseert uit Tyrosine is niet oneindig beschikbaar: bepaald het tempo waarin alle andere stoffen kunnen worden aangemaakt –> rate-limiting factor
BELANGRIJK
Peptide transmitters
- Korte ketens van aminozuren
- Aangemaakt via transcriptie DNA en translatie mRNA
- Aanmaak langzamer dan kleine-molecuul transmitters
- Fungeren als hormonen (langzaam effect)
BV: endogene/exogene opioïden
Endogene opioïden
Beta-endorfine (sterke pijnstiller, runners-high), metenkefaline, dynorfine
Sterker dan exogene opioïden
Exogene opioïden
Opium, morfine, diamorfine (heroïne)
Lipide transmitters
Belangrijkste lipide transmitters: endocannabinoïden
* Gesynthetiseerd op postsynaptische membraan, effect op CB1 receptoren op het presynaptisch membraan –> retrograde neurotransmitters
* Beinvloeden eetlust, pijnperceptie, slaap, stemming, geheugen, angst en stress
* Lipofiel (oplosbaar in vet), dus niet opgeslagen in synaptische blaasjes –> aangemaakt ‘on demand’ (langzaam)
* Fungeren als neuromodulator: inhiberen afgifte van Glutamaat én GABA –> dempen zowel excitatie als inhibitie
Endocannabinoïden
aangemaakt in het lichaam (anandamide)
Fytocannabidoïden
hennep plant (THC, CBD)
Excitatie vs. Inhibitie
Over het algemeen geeft een neuron één of een beperkt aantal neurotransmitters af
DA, NE, EP, Glutamaat –> exciterend (activerend)
GABA –> inhiberend (inactiverend)
NB: neurotransmitters bepalen niet of een neuron geëxciteerd of geTnhibeerd wordt
Ionotrope receptor
Postsynaptische receptor
- Bindingsplaats voor neurotransmitter + ionenkanaal
- Snel 1 ms
- Direct effect, snelle fluctuaties membraanpotentiaal (EPSPs/lPSPs)
- Kunnen actiepotentiaal triggeren
- Na+, K+, Cl- en Ca2+ ligandafhankelijke kanalen
Vooral voor EPSP’s en IPSP’s
Metabotrobe receptor
- Alleen bindingsplaats voor neurotransmitter, geen ionenkanaal
- Langzaam: enkele honderden ms
- Indirect effect, veranderen de toestand van de cel via G-eiwit aan binnenkant van celmembraan
- alpha subunit van G-eiwit kan –> nabijgelegen ionenkanaal activeren of binden aan enzym, dat op zijn beurt weer een andere chemische stof activeert (second messenger): kan leiden tot cascade effect
- peptide transmitters
- Vooral bij dopamine, serotonine en epinephrine –> amine neurotransmitters
Neurotransmitters somatisch zenuwstelsel (spieren)
Perifeer ZS
Acetylcholine (ACh), nicotinic acetylcholine receptor nAChr (bindt ook met nicotine)
Neurotransmitters autonoom zenuwstelsel (sympatisch)
Perifeer ZS
(‘fight or flight’)
* Preganglionair: Acetylcholine (ACh)
* Postganglionair: Norepinephrine (NE)
Neurotransmitters autonoom zenuwstelsel (parasympatisch)
Perifeer ZS
(‘rest and digest’)
* Acetylcholine (ACh) pre+postganglionair
NB: excitatie of inhibitie wordt niet door de neurotransmitter zelf bepaald
Wat doen Ach en NE
Perifeer ZS
- Acetylcholine (ACh): remt hartslag (inhibeert), maar stimuleert spijsvertering (exciteert)
- Norepinephrine (NE): stimuleert hartslag (exciteert), maar remt spijsvertering (inhibeert)
Neurotransmitters centrale zenuwstelsel
- Cholinerg - acetylcholine
- Dopaminerg - dopamine
- Noradrenerg - norepinephrine
- Serotonerg - serotonine
Cholinerg systeem (Acetylcholine)
nucleus basalis van Meynert
* Waakzaamheid, aandacht, geheugen
* vermindert bij Alzheimer
Dopaminerg systeem (Dopamine)
basale ganglia
Nigrostriatale circuit
* Motoriek vermindert bij Parkinson
Mesolimbische circuit
* Beloning verhoogd bij Schizofrenie (te veel dopamine)
Aandacht verlaagd bij ADHD (tekort aan dopamine)
Noradrenerg systeem (Norepinefrine)
locus coeruleus
Emotionele toon (stemming)
* Verhoogf bij Manie (overdreven opgelaten gedrag)
* verlaagd bij Depressie, ADHD
Serotonerg systeem (Serotonine)
Raphé nuclei (kernen)
Waakzaamheid tijdens bewegen
* Verhoogd bij Schizofrenie
* Verlaagd bij Depressie, OCD, SIDS, slaap apneu
Chemische synapsen
- Gebruiken neurotransmitters
- 5 ms langzamer
- Maken neurale plasticiteit mogelijk
- Kunnen signalen versterken of verminderen
- Kunnen veranderen door ervaringen = voorwaarde voor leren
Elektrische synapsen
- Gap junctions
- 5 ms sneller (geen synaps)
- Gereguleerde poorten (kunnen open of dicht zijn)
- Maken uitwisselen van (voedings)stoffen mogelijk tussen gliacellen en neuronen
- Kunnen clusters van neuronen synchroon laten ‘vuren’
NB: in gap junctions kunnen ionen in beide richtingen stromen
Habituatie (gewenning)
Gewenning = achtergrondruis negeren)
* Verminderde response na herhaaldelijk aanbieden van stimulus
* Spanningsafhankelijke calcium kanalen worden minder sensitief voor spanningsfluctuaties
* Verminderde Ca2+ influx –> minder neurotransmitter afgifte
Resultaat: minder neurotransmitter beschikbaar in synaptische spleet –> EPSPs worden kleiner, minder snel depolarisatie van postsynaptisch
membraan
Sensitisatie
Gelinkt aan bepaalde context, PTSD
* Verhoogde response in reactie op stimulus
* Serotonine afgifte door interneuron maakt kaliumkanalen minder responsief –> verminderde K+ efflux, langere actiepotentiaal
* Verhoogde Ca2+ influx –> meer neurotransmitter afgifte
Resultaat: meer neurotransmitter beschikbaar in de synaptische spleet –> EPSPs worden groter, sneller depolarisatie van postsynaptisch membraan
NB: sensitisatie = tegenovergestelde van habituatie
