Functionele anatomie van het zenuwstelsel Flashcards
(44 cards)
Neurale circuits
Primaire componenten van neurale systeem voor verwerken van specifieke informatie
- Sensorische neuronen: informatie doorgeven over staat van organisme en omgeving;
- Motorische neuronen: organiseren/genereren acties/ bewegingen;
- Schakelneuronen: verbinden sensorische & motorische neuronen.
Perceptie, aandacht, cognitie, emoties, taal en rationeel denken.
Genetica, genomica en de hersenen
Genetica: hersenen komen tot stand door genexpressie: DNA
- Gecodeerde DNA is een ‘template’ streng voor mRNA. Dit gaat het proces van transcriptie door, zodat de translatie voor een eiwit kan plaatsvinden.
Genomica: analyse van complete streng genen (genomen) (ook niet-coderende gedeelten worden tot genoom gerekend);
Een groot gedeelte van de hersen specifieke genetische informatie bevindt zich in intronen: dit zijn de niet-coderende delen.
- Controle over timing, hoeveelheid, variabiliteit en cellulaire specificiteit van genexpressie.
Microscopische anatomie
Neuronen
Glia
Macroscopisch
Evolutie
Embryonale ontwikkeling
Structurele indeling
Interne organisatie
Neuronen
Functionele eenheid van het zenuwstelsel. Ze reguleren de neurale specialisatie voor communicatie (prikkelgeleiding over lange afstand)
Opgebouwd uit Soma, neurieten en synapsen
Soma (onderdeel neuron)
Bestaat uit cytosol, en aantal organellen:
- kern;
- ribosomen: eiwitproductie;
- ER (endoplasmatisch reticulum);
- Golgiapparaat: vouwt eiwitten;
- Mitochondria: energie;
- Microtubili: zorgt voor stevigheid van de cel
Twee soorten neurieten (onderdeel neuron)
Axonen en dendrieten.
Dendrieten: potentiaalveranderingen in het cellichaam; aantal = complexiteit:
- inputs = convergentie (“samenvoegen”);
- doelcellen = divergentie(“uiteenlopen”) (aantal geïnnerveerd door één neuron)
Axon: potentiaal veranderingen in perifie = receptoren op doelcellen
- kort: local circuit neuronen
- lang: projectieneuronen
Synapsen (onderdeel neuron)
Zetten elektrisch signaal van het ene neuron om in een chemisch signaal dat naar het volgende neuron diffundeert.
Chemisch signaal zorgt voor een binding aan receptoren, wat resulteert in veranderingen van membraanpotentiaal. Synaptische input die binnenkomt bepaalt vervolgens of de drempelwaarde wordt overschreden:
- Elektrisch (direct): gap junctions / reticulum, gespecialiseerd intercellulaire continuïteit;
- Chemisch (indirect): synapsen, functioneel onafhankelijke units.
Reticular theory (Golgi), communicatie tussen zenuwcellen
reticulum: iedere zenuwcel is verbonden aan die naast zich door protoplastische links, die samen een continu, direct verbonden netwerk vormen
Neuron doctrine (Cajal), communicatie tussen zenuwcellen
Synapsen: zenuwcellen zijn discrete entiteiten, ze communiceren met elkaar door middel van gespecialiseerde contactpunten die geen continu netwerk vormen
Gliacellen
Leveren mechanisme steun bij signaaloverdracht tussen neuronen en elektrische isolatie van neurieten (Schwan-cellen in het perifeer zenuwstelsel en oligodendrocyten in het centraal zenuwstelsel)
Astrocyten (gliacellen)
Onderdeel centraal zenuwstelsel. Ze versterken lokale processen, handhaven nauwkeurig het chemisch milieu (extracellulaire vloeistof) voor prikkelgeleiding (bijv. voor bufferen van K+) en zorgen voor het transport van voedingsstoffen van bloedvaten naar neuronen. Astrocyten zijn stervormig.
Oligodendrocyten (gliacellen)
Onderdeel centraal zenuwstelsel. Ze leggen myelineschedes om axonen (knoopje van Ranvier) en verhogen de snelheid van prikkelgeleiding. In het perifeer zenuwstelsel zorgen Schwann-cellen voor myelineschedes.
Microglia (gliacellen)
Lijken op macrofagen (immuunsysteem). Ze zorgen voor de verwijdering van afvalstoffen en productie van cytokinen (bescherming).
Eiwitsynthese
- DNA: wordt eerste gedupliceerd, dan vindt transcriptie plaats en vervolgens translatie;
- mRNA: enkelstrings, bestaande uit codons (combinatie van drie nucleotiden);
- Een eiwit wordt gevormd door het aan elkaar te koppelen van aminozuren.
(Duplicatie en) transcriptie
De kern bevat DNA (dubbele streng), het recept voor aanmaak van eiwitten. Een kopie wordt gemaakt van de basenvolgorde van een gen (= stukje DNA dat codeert voor één eiwit in de kern). Is nodig voor maken van een mRNA-molecuul (boodschapper). Bepaalde stukjes DNA worden gekopieerd. Kopieën gaan uit de kern het cytoplasma in en worden daar vervolgens getrancheerd in een code van aminozuren.
Translatie
mRNA zit in de kern maar moet naar de ribosomen (in het cytoplasma) voor translatie. Informatie van mRNA wordt vertaald in een keten van aminozuren: eiwit. rRNA zijn de ribosomen: binden Messenger en lezen het mRNA. Aminozuren worden gecodeerd door een sequentie van drie nucleïne zuren (A U G C). Aan het eind stopcocon en wordt het eiwit afgescheiden en in het cytoplasma gebracht.
4 stappen: activation (Aminoacetyl-tRNA-synthetase enzym bindt aan geactiveerde aminozuren van specifieke tRNA’s), initiation (startcocon AUG, genaamd methionine), elongation, termination (stopcodon).
Efficiëntie translatie neemt toe, wanneer meer ribosomale complexen gelijktijdig één mRNA transgeen. Andere determinanten van eiwitsynthese in de spier zijn aantal kernen, hoeveelheid ribosomen, snelheid waarmee ribosomen op nucleotiden springen en de hoeveelheid mRNA.
Evolutionaire boom
Opgebouwd op basis van DNA en spontane mutaties:
- Spons: kolonie van eencelligen, bevat onafhankelijke effectoren (=myocyten);
- Hydra (poliep): eerste dier met een zenuwstelsel;
- Patroonvormig:
- Sensorische neuronen (contact met buitenwereld);
- Motorneuronen (contact met effectoren);
- Interneuronen (onderling contact, zowel activerend als inhiberend
- Runaway evolution
Early brain development
30 uur = 1 cel = zygote
3 dagen = 8 cellen = morula
5 dagen = 100 cellen = blastocyste
2 weken = 1* 10^5 cellen = embryonale schijf
3-5 weken = vorming neurale buis = neurulatie met drie blaasjes
- prosencephalon
- mesencephalon
- rhombencephalon
5-9 weken = foetus = van drie naar vijf blaasjes
- Telencephalon
- diencephalon
- mesencephalon
- metencephalon
-myelencephalon
9 weken = basisplan hersenen klaar
Telencephalon grijze stof & functies
Cortex: cognitie, vrijwillige bewegingen
Basale kernen: bewuste motoriek en perceptie
Hippocampus: vorming geheugen
Amygdala: emotie
Diencephalon grijze stof & functies
Thalamus: kanalisering info voor cortex
Hypothalamus: vegetatieve integratie
hypofyse: interactie met het hormoonstelsel
Mesencephalon grijze stof & functies
Substantia nigra: indirect motorisch
N. ruber: schakeling motorische info
Colliculi superiores: visuele reflexen
Colliculi inferiores: gehoorreflexen
Kernen III en IV: aansturen oogspieren
Metencephalon grijze stof & functies
Nuclei pontis oliva: schakeling info cerebellum
Vestibulaire kernen en cerebellum, Formatio reticularis: houdingsregulatie, opwinding en hoofd- en oogbewegingen
Formatio reticularis: vegetatief
Kernen hersenzenuwen: schakeling hoofd info
Myelencephalon grijze stof & functies
N. gracilius, N. cuneatus: schakeling somatosensorische info
Formatio reticularis: houdingsregulatie, opwinding en vegetatief
Kernen hersenzenuwen: schakeling info hoofd en nek
