Nienke 2.1 week 1-3 Flashcards
Wat is een motor unit precies en wat betekent het dat een motor unit de kleinste eenheid van willekeurige beweging is? Welke soorten motor units zijn er en waarin verschillen ze van elkaar?
Eén spiervezel wordt door één eindtakje van een zenuwvezel gekoppeld en aangestuurd. Een axon vertakt zich in een grote hoeveelheid eindvezeltjes. Het geheel van een zenuwcel (dus cellichaam en axon) met alle eindtakjes van de zenuwvezel, de geïnnerveerde spiervezels en de bijbehorende synapsen wordt een motor unit genoemd.
Er zijn verschillende motor unit types, waarbij volgorde van activatie plaatsvindt volgens het size principle. De verschillende motorunits worden aangestuurd door verschillende type motorneuronen.
- Slow motor units (S)
(rode spiervezels, veel myoglobine, mitochondria en capillaire bedden) Langzame contractie (twitch), weinig kracht, niet snel vermoeid
Motorneuron: klein, gemakkelijk te activeren en hebben een lage vuurfrequentie
- Fast fatigue resistant motor units (FR)
Iets minder langzame contractie (twitch), gemiddelde kracht, gemiddeld snel vermoeid
Motorneuron: groot, minder gemakkelijk te activeren en hebben een hogere vuurfrequentie
- Fast fatiguable motor units (FF)
(witte spiervezels, weinig myoglobine, weinig mitochondria)
Snelle contractie (twitch), veel kracht, snel vermoeid
Motorneuron: groot, moeilijk te activeren en hebben een hoge vuurfrequentie
Wat zijn neurogene afwijkingen en wat zijn myogene afwijkingen in een electromyogram? Hoe komen ze tot stand?
In de afbeelding hiernaast is motorunit 1-4 gemeten bij een licht aangespannen spier.
- Normale situatie
- Myogene aandoening
Hierbij is het zenuwdeel van de motorunit nog intact, maar vanwege een spieraandoening zijn de spiervezels onwerkzaam, wat leidt tot kleine potentialen. De EMG is geheel gevuld (ondanks de lichte aanspanning) doordat zo veel mogelijk motorunits worden ingeschakeld (versnelde interferentie)
- Neurogene aandoening
Hierbij zijn de motorunits aangedaan (2 en 4). De uitlopers van de axonen van motorunit 1 en 3 adopteren de spiervezels die bij 2 en 4 hoorden. Op de EMG ontstaat een arm patroon met weinig motorunit potentialen, maar die zijn vanwege de ‘adoptieprocedure’ wel heel groot geworden.
Wat is de functie van spierspoeltjes? Hoe reageren deze op langzame en snelle rekeffecten in de spier?
Tussen de spiervezels bevinden zich de spierspoeltjes, deze registreren de spierspanning en de veranderingen hierin. Ze voorzien het CZS van informatie, zodat er adequaat actie kan plaatsvinden.
De reactie van de spierspoeltjes op langzame en snelle rekeffecten in de spier zijn:
- Langzame rekeffecten Wanneer het receptordeel van de spierspoel langzaam wordt uitgerekt, neemt het aantal impulsen die door de primaire en secundaire uiteinden worden doorgegeven ongeveer proportioneel toe met de mate van uitrekking en blijven de uiteinden deze impulsen doorgeven voor meerdere minuten. Dit heet de statische respons: zowel de primaire als de secundaire uiteinden blijven hun signalen voor meerdere minuten doorgeven wanneer de spierspoel gerekt blijft.
- Snelle rekeffecten Wanneer de lengte van de spoel plotseling toeneemt, wordt het primaire uiteinde krachtig gestimuleerd, maar het secundaire uiteinde niet. Dit heet de dynamische respons en betekent dat het primaire uiteinde extreem actief reageert op de snelle mate van verandering van de spoellengte. Er worden echter alleen impulsen doorgegeven wanneer de lengte blijft toenemen. Zodra de lengte niet meer toeneemt, wordt de hoeveelheid impulsen verlaagd naar het niveau van de kleinere statische respons. Wanneer de spoelreceptor korter wordt, verschijnen er tegenovergestelde signalen. De primaire uiteinden zenden dus extreem sterke positieve of negatieve signalen naar het ruggenmerg.
Wat is de functie van Golgi peeslichaampjes? Hoe zijn ze geschakeld t.o.v. de spier?
Een Golgi peeslichaampje is een ingekapselde sensorische receptor waardoor spiervezels lopen. Ongeveer 10-15 spiervezels zijn verbonden met een Golgi lichaampje. De lichaampjes liggen in serie met de spiervezels in de spierpees. Ze geven informatie over de peesspanning en de snelheid van de verandering van de spanning. Het grote verschil is dat spierspoeltjes spierlengte en veranderingen in spierlengte detecteren, terwijl Golgi peeslichaampjes de spierspanning detecteren
Beschrijf in detail een eenzijdige spierrekkingsreflex. Beschrijf hoe de rekking wordt waargenomen, verwerkt wordt op ruggenmergsniveau en tot welke actie dit leidt aan de ipsilaterale en (eventueel) contralaterale zijde. Gebruik daarbij de termen efferent, afferent motorneuron, interneuron, dorsale ganglion, voorwortel, achterwortel.
De kniepeesreflex is een reflex waarbij door een slag op de pees de spierspoeltjes gerekt
worden en een afferente impuls via de dikke gemyeliniseerde (1a) vezels naar een groep
motorische voorhoorncellen wordt geleid, via de achterwortel. Van hieruit gaat één
efferente impuls naar de spier, met als resultaat 1 spiercontractie. De afferente impuls door één perifere sensibele zenuwvezel kan gelijktijdig de motorische voorhoorncellen in verscheidene segmenten van het ruggenmerg bereiken (multisegmentaal), en het effect op de motorische cellen kan via één synaps (monosynaptisch) maar ook via tussengelegen interneuronen (multisynaptisch) verlopen. Via een inhiberend interneuron treedt relaxatie van de antagonist op. Aan ipsilaterale (dezelfde) zijde treedt de reflex op maar ook contralateraal treedt inhibitie op (anders krijg je aan beide zijden een reflex). Het cellichaam van het sensibele neuron ligt in de dorsale ganglion (pseudounipolair neuron). De piramidebaan (tractus corticospinalis) moduleert de reflex door rechtstreekse beïnvloeding van de motorische voorhoorncellen en de interneuronen.
Proprioceptieve informatie gaat ook via de achterstrengen en de tractus spinocerebellaris naar hogere centra voor feedback op een beweging. Een hoge spierreflex komt doordat de piramidebaan de reflexen niet meer remt, er is dus sprake van een laesie in de piramidebaan. Een lage spierreflex komt door een perifeer zenuw of een spier probleem. Maar symmetrisch hoge (levendige) of lage reflexen hebben op zichzelf geen klinische betekenis. Een constant reflexverschil, areflexie (afwezigheid van reflexen) en het optreden van een doorlopende clonus (repeterende reflex) zijn pathologisch.
Wat zijn alfa-motorneuronen en wat zijn gamma-motorneuronen?
In het voorhoorn liggen de motorneuronen van twee verschillende types:
- α motor neurons: geven informatie door via grote type Aα motorische zenuwvezels, gemiddeld 14 μm in diameter. Deze vezels innerveren de grote skeletspiervezels. Stimulatie van een enkele α-zenuwvezel leidt tot excitatie van drie tot enkele honderden skeletspiervezels.
- γ motor neurons: sturen impulsen door naar veel kleinere type Aγ motorische zenuwvezels, gemiddeld 5 μm in diameter. Deze vezels innerveren bijzondere skeletspiervezels, intrafusale vezels genoemd. Deze bevinden zich in het midden van een spierspoeltje vormen en ondersteunen de basic muscle tone.
Beschrijf de reflex die een rol speelt bij het terugtrekken van een lichaamsdeel bij plotselinge pijn (flexie-reflex). Beschrijf hoe het input signaal op ruggenmergsniveau verwerkt wordt en tot welke actie dit leidt aan de ipsilaterale en (eventueel) contralaterale zijde.
Na een paar milliseconden nadat de pijnzenuw gestimuleerd werd, verschijnt de flexie-reflex. In de volgende seconden begint de reflex moe te worden, wat karakteristiek is voor alle complexe integratieve reflexen van het ruggenmerg. Nadat de stimulus is afgelopen, keert de contractie terug naar de begintoestand. Dit duurt iets langer door de na-ontlading. De lengte van de na-ontlading is afhankelijk van de intensiteit waarmee de sensorische stimulus de flexie-reflex heeft geïnitieerd. De na-ontlading zorgt ervoor dat het geïrriteerde deel van het lichaam voor 0,1-3 seconden weg kan blijven van de stimulus tot de irritatie over is. Gedurende deze tijd kunnen andere reflexen en acties van het CZS ervoor zorgen dat het hele lichaam weg kan bewegen van de pijnlijke stimulus.
Het signaal bij de flexie-reflex is dus niet monosynaptisch zoals bij een spierrekkingsreflex.
Wat is het verschil tussen snelwerkende en langzaamwerkende transmitters?
Snelwerkende kleine transmitter
Snelwerkende transmitters bestaan uit kleine moleculen die snel handelen. Zij veroorzaken de meeste acute responsen in het zenuwstelsel, zoals transmissie van sensorische signalen naar het brein. In de meeste gevallen wordt deze neurotransmitter gemaakt in het cytosol van het presynaptische uiteinde en geabsorbeerd in synaptic vesikels door actief transport. Wanneer er een actiepotentiaal het uiteinde van het neuron bereikt, worden er vesikels losgelaten in de synapsspleet.
Langzaamwerkende transmitters, neuropeptiden
Langzaamwerkende transmitters bestaan uit grotere moleculen, ookwel neuropeptiden. Deze zijn meer verantwoordelijk voor de langer durende acties zoals lange termijn verandering in het aantal neuronale receptoren of synapsen. Neuropeptiden worden geproduceerd als een integraal deel van de grote eiwitmoleculen door de ribosomen in het neuronale cellichaam. Vervolgens gaan ze naar het Golgi apparaat waar het wordt het gesplitst in kleinere delen en worden ze verpakt in blaasjes die vrijgelaten worden in het cytoplasma. De blaasjes worden vervoerd naar de uiteinden van de zenuwvezels en worden daar vrijgelaten als reactie op actiepotentialen.
Welke funtie (overwegend exciterend of inhiberend?) acethylcholine, noradrenaline, dopamine, gamma-hydroxyboterzuur, glutamaat, serotonine.
Exciterende functie (overwegend)
Acethylcholine: In de meeste gevallen heeft ACh een exciterend effect, behalve in bepaalde perifere parasympatische zenuwuiteinden. Daar heeft het een inhiberend effect, bv de inhibitie van het hart door de nervus vagus. Wordt uitgescheiden in veel delen van het zenuwstelsel.
Noradrenaline: Vaak exciterende werking in bv. Sympatische zenuwen, hersenstam en hypothalamus.
Glutamaat: Excitatie in vele sensorische wegen die CZS inkomen en in veel gebieden van de cerebrale cortex.
Inhiberende functie
Dopamine: Inhiberend, belangrijk in de basale kernen. Bij de ziekte van Parkinson zijn de motorische stoornissen ten dele te wijten aan een tekort aan dopamine.
Gamma-hydroxyboterzuur: Altijd inhibitie. Dit wordt uigescheiden in het ruggenmerg, het cerebellum, de basale ganglia en veel gebieden in de cortex.
Serotonine: Inhiberend effect in de achterhoorn van het ruggenmerg op de nociceptieve input (pijnwegen); exciterend effect op de motorneuronen. Het speelt ook een rol bij de regulering van de stemming.
Hoe komt een actiepotentiaal tot stand na synaptische integratie? Wat is temporele summatie, spatiële summatie?
Het cellichaam (soma) heeft aan de binnenkant een intracellulaire vloeistof, die zo goed als geen weerstand geeft bij geleiding. Bij een verandering in een bepaald deel van de vloeistof, zal er ook een verandering optreden in de andere delen. Bij ontlading van één presynaptisch uiteinde (veroorzaakt een exciterend postsynaptisch potentiaal, EPSP) wordt de drempelwaarde niet overschreden. Daarnaast beschikt het cellichaam over te weinig natriumkanalen, waardoor het moeilijk is voor een EPSP om een actiepotentiaal te veroorzaken. Aan het begin van het axon, bij de axonheuvel, is dit wel mogelijk. Over het algemeen is excitatie van één presynaptisch neuron niet voldoende om een postsynaptische neuron te exciteren (meestal 0,5-2 mV). Er zijn hiervoor meerdere excitaties nodig, summatie genoemd. Als het EPSP door summatie voldoende stijgt (10-20 mV), zal de drempelwaarde overschreden worden, resulterend in een actiepotentiaal.
Er zijn twee soorten summatie:
- Spatiële summatie
Veel presynaptische uiteinden worden op hetzelfde moment gestimuleerd en hoewel deze uiteinden over een groot gebied verspreid zijn, kan dit alsnog leiden tot summatie. Een verandering van de potentiaal in een bepaald gebied zal hetzelfde effect hebben in de rest van het cellichaam, vanwege de hoge geleiding binnen het neuron. Voor iedere exciterende synaps zal de potentiaal stijgen met 0,5-2 mV. Wanneer de EPSP groot genoeg is, zal dit resulteren in een actiepotentiaal aangezien de drempelwaarde overschreden zal worden. Summatie van postsynaptische potentialen door activatie van verschillende presynaptische uiteinden op verschillende plaatsen op hetzelfde moment, wordt spatiële summatie genoemd.
- Temporele summatie
Op het moment dat een presynaptisch uiteinde een neurotransmitter vrijlaat, zal dit leiden tot het openen van ionkanalen in de postsynaptische membraan voor maximaal één milliseconde. Echter, de potentiaal van de postsynaptische membraan blijft voor ongeveer 15 milliseconden gewijzigd. Hierdoor zal activatie van hetzelfde kanaal leiden tot een toename van de postsynaptische potentiaal. Kortom, hoe hoger de frequentie van de stimulatie, hoe groter de postsynaptische potentiaal. Dit kan leiden tot het overschrijden van de drempelwaarde en dus een actiepotentiaal. Dit wordt temporele summatie genoemd. Uiteraard gaat het hier om netto summatie, aangezien exciterende en inhiberende postsynaptische potentialen elkaar zullen tegenwerken.
Beschrijf het onderzoek van de voetzoolreflex. Wat is een reflex volgens Babinski? Wat is de betekenis van deze reflex?
De voetzoolreflex is een exteroceptieve reflex die wordt opgewekt door met een halfscherp voorwerp (bijv. De achterkant van de reflexhamer, en niet met een speld zoals oorspronkelijk
gedaan werd) langzaam langs de laterale rand van de voetzool te strijken, vanaf de hiel naar voren en vervolgens over de bal van de voet. De normale reactie is plantaire (zoolwaardse) flexie van alle tenen of geen beweging.
Abnormaal is een extensie van de grote teen (reflex van Babinski), een reactie die regelrecht verbonden is met een letsel van het CMN. Dit is een teken voor een upper motor neuron leasie dat vaak geassiosieerd is met hersenschade na trauma of groeiende hersentumor.
De reflex van Babinski ligt in onderin het ruggenmerg opgeslagen en wordt onderdrukt door het CMN. Het komt naar boven wanneer de tractus corticospinalis disfunctioneert of nog niet gemyeliniseerd is.
Beschrijf de reflexen in beide benen (KPR, APR en VZR) bij éénzijdige doorsnijding van de piramidebaan ter hoogte van (1) capsula interna en (2) ruggenmerg.
Capsula Interna
Ruggenmerg
Kniepees reflex (KPR)
De contralaterale zijde is aangedaan omdat de tractus corticospinalis nog niet is gekruist. Levendige reflexen aangezien de reflexboog niet meer wordt gemoduleerd.
De ipsalaterale zijde is aangedaan, aangezien de tractus corticospinalis is aangedaan. Levendige reflexen.
Achillespees reflex (APR)
De contralaterale zijde is aangedaan, levendige reflexen.
De ipsalaterale zijde is aangedaan, levendige reflexen.
Voetzool reflex (VZR)
De contralaterale zijde is aangedaan, voetzoolreflex volgens Babinski.
De ipsalaterale zijde is aangedaan, voetzoolreflex volgens Babinski.
Het is echter niet zo dat er uitsluitend contralaterale of ipsilaterale verschijnselen optreden, aangezien de cortex reflexen niet enkel via de tractus corticospinalis lateralis moduleert. Een klein deel van de axonen zal namelijk ongekruist langs de medulla oblongata descenderen (ipsilateraal) en wordt de tractus corticospinalis anterior genoemd. Met name bij de rompspieren en de spieren van de bovenarmen en –benen, zal een éénzijdige doorsnijding een minder groot effect hebben. De kniepeesreflex zal daarom in beide gevallen een licht verhoogd zijn, terwijl de achillespeesreflex sterk verhoogd zal zijn
Hoe is het verschil in uitval in distale en proximale spieren bij een corticale laesie (bijv. een CVA)?
Centrale verlammingen vindt men vooral in de distale spiergroepen van armen en benen. De proximale en axiale (romp)spieren zijn minder fijnzinnig en worden vanuit kleinere cortexarealen bestuurd. Ook ontvangen vooral de axiale spieren niet alleen sturing vanuit de contralaterale, maar ook vanuit de ipsilaterale cortex (via de tractus corticospinalis anterior) en uit subcorticale regionen. De kans op uitval is veel groter in de distale spieren aangezien die een groter deel van de motorcortex in beslag nemen. (zie somatotopie)
Verder is het zo dat er ook nog ongekruiste banen vanuit het de andere hemisfeer via de tractus corticospinalis medialis lopen. Aangezien deze ipsilateraal lopen hebben de spieren die hierdoor geïnnerveerd worden hier geen last van. Deze ipsilaterale banen innerveren vooral de rompspieren en de proximale spieren van de extremiteiten.
Een corticale laesie heeft vooral invloed op de distale spieren om de volgende twee redenen:
- Proximale extremiteitsspieren blijven vaak gedeeltelijk functioneren vanwege intact blijvende ipsilaterale banen en perifere motorneuronen die betrokken zijn bij de motoriek van deze spieren.
- Distale spieren vragen om grotere betrokkenheid van een groot deel van de cortex i.v.m. fijne bewegingen.
Hoe kan men klinisch inschatten of krachtsverlies komt door een aandoening van het centrale motorische neuron, perifere motorische neuron of de spier zelf?
Voorafgaand aan de beoordeling van kracht is het van belang op spieratrofie te letten, aangezien atrofie een aanwijzing is voor een aandoening van het PMN of van de spier. Echter, elke vorm van langdurige inactiviteit leidt ook tot spieratrofie, bijvoorbeeld bij immobilisatie of bij aandoeningen van het CMN.
De spiertonus wijst op een oorzaak van de motorische stoornis. De tonus van de spier kan men voelen door een passieve beweging over het gewricht te maken. Bij diverse aandoeningen van het CZS wordt een verhoogde tonus (hypertonie) gevonden, bij een perifere stoornis vaak een lage tonus (hypotonie).
Spasticiteit wijst op een aandoening van het CMN. Spasticiteit wordt gekenmerkt door een toenemende weerstand tegen snelle passieve spierrekking. Deze weerstand hoeft overigens slechts in een deel van het bewegingstraject aanwezig te zijn en kan ineens verdwenen zijn (knipmesfenomeen).
Rigiditeit (pathologische stijfheid) wijst op een aandoening van het extrapiramidale systeem (soms in combinatie met een aandoening van het CMN), met name bij de ziekte van Parkinson. Typerend is dat, bij langzame beweging, de weerstand in het gehele bewegingstraject wordt gevoeld (als bij het buigen van een loden pijp), een verschijnsel dat met kleine schokjes gepaard gaat (tandradfenomeen). Hypotonie wijst op een laesie van het PMN of een acuut stadium van een centrale laesie.
Fasciculaties zijn ongeordende, vaak verspringende contracties van groepen spiervezels (van één motor unit) zonder bewegingseffect van het ledemaat, die zichtbaar worden wanneer ze aan de oppervlakte van de spier optreden. Ze kunnen voorkomen bij aandoeningen van het PMN, met name van het cellichaam of het proximale deel van het axon.
Hemiparese/hemiplegie: parese/paralyse van één lichaamshelft
Tetraparese: krachtsvermindering van alle ledematen
Monoparese: krachtsvermindering van één ledemaat.
CMN
PMN
Spier
Hypertonie
+/-
-
-
Spieratrofie
+/-
++
+
Hyperreflexie/pathologische reflexen
+
-
-
Fasciculaties
-
+
-
Hemiparese
+
-
-
Tetraparese
+
+
+
Monoparese
+
+
-
Parese van één spiergroep
-
+
-
Parese proximaal>distaal
-
-
+
