Fysiologie - CH14 - Synaptic Physiology of the Autonomic Nervous System

Question 1

Aansturing organen

Answer 1

Organen die actief zijn tijdens lichamelijke inspanning:
- Door sympathisch systeem excitatoir aangestuurd en door parasympatisch inhibitoir, bijvoorbeeld met hartfrequentie

Organen die actief zijn tijdens rust:
- Door sympathisch systeem inhibitoir en door parasympatisch excitatoir, bijvoorbeeld met spijsvertering

Uitzonderingen:

• Speekselklieren worden door beiden excitatoir aangestuurd maar met een iets andere werking
• Zweetklieren, arectoris pilorum spieren en meeste perifere bloedvaten worden enkel door sympaticus geïnnerveerd

Question 2

Varicositeiten

Answer 2

• Bolachtige structuren die verspreid zijn over de axon. - —- Komen voor bij postganglionische viscerale motorneuronen van het ANS.
• Veel varicositeiten vormen synapsen met de cellen van hun doelorgaan met een synapsspleet van ongeveer 50nm in diameter.
• Dit worden ‘en passante’ synapsen genoemd (op de verkeerde plek), omdat de synaps niet op de gebruikelijke plek van de axon zit.
• Het aantal cellen dat door één axon wordt aangestuurd is hierdoor groter waardoor de autonome ouput verder en sneller verspreid wordt.

Question 3

Ganglionische transmissie

Answer 3

Neurotransmitter acetylcholine (ACh) wordt door het presynaptische membraan afgegeven en activeert de nicotine receptoren op het postsynaptisch membraan.

• Heet ganlionisch omdat de synaps binnen een ganglion ligt
• Gebeurd zowel bij para -als sympathische stelsel zo

Question 4

Nicotine receptoren

Answer 4

• Zijn ionotrope receptoren die een ligand- gemedieerd kanaal hebben (pentameer structuur).
• De receptoren op postganglionische autonome neuronen zijn van moleculair subtype N2 en op skeletspiercellen van subtype N1. Beide receptroen worden geactiveerd door ACh en nicotine.
• Als N1 en N2 receptoren geactiveerd raken worden ze permeabel voor natrium en kaliumionen

Question 5

Verschillen subtype Nicotine receptor

Answer 5

• N1 receptoren worden gestimuleerd door decamethonium en geblokkeerd door d-tubocuranine
• ## N2 receptoren worden gestimuleerd door tetramethylammonium en d-tubocuranine heeft geen effect

Question 6

Muscarine receptoren

Answer 6

• Zitten op de cellen van het doelorgaan en kunnen geactiveerd de cel bevorderen of juist afremmen
• Induceren meer cellulaire processen dan nicotine receptoren en hebben een ingewikkeldere werking
• Behoren tot G-eiwit gekoppelde receptoren
• Proces loopt trager dan via nicotine receptoren omdat er veel tussenstappen -en moleculen zijn
• Geactiveerd door ACh en geremd door atropie

Question 7

Muscarine receptoren functies

Answer 7

1. Stimulatie van de hydrolyse van het enzym fosfoinositide en hierdoor een hogere Ca2+ concentratie en activatie van het eiwit kinase C
2. Remming van adenylyl cyclase en daarmee verlaging van cAMP concentratie
3. De beta-gamma subunit moduleert K+-kanaaltjes in het celmembraan

Question 8

Verschillende subtype Muscarine receptoren

Answer 8

• Subtypen M1, M3 en M5 koppelen aan G-alfa-q en dan aan fosfolipase C waardoor IP3 en diacylglycerol worden afgegeven
• Subtypen M2 en M4 koppelen aan G-alfa-i of G-alfa-o, waardoor adenyl cyclase wordt afgeremd en de cAMP concentratie verlaagd wordt

Question 9

Adrenerge receptoren

Answer 9

Worden geactiveerd door norepinefrine.
Zijn GPCR en lijken op muscarine receptoren. 2 groepen:
1. Alfa, hebben een grotere affiniteit voor norepinefrine
2. Beta, hebben een hogere affiniteit voor epinefrine

Distributie van adrenerge receptoren in weefselafhankelijk zo kunnen medicijnen bij specifieke organen werken

Question 10

Norepinefrine

Answer 10

Wordt door de meeste postganglionische sympatische receptoren afgegeven in de synapsspleet.
Bij de zweetklieren echter niet, hier geven de sympatische zenuwen ACh af -> activatie muscarine receptoren

Question 11

Alfa1

Answer 11

• Receptoren in bloedvaten
• Agonist
• Bij nasale decongestiva

Question 12

Alfa2

Answer 12

• Receptoren in presynaptische uiteinden
• Antagonist
• Bij impotentiebehandeling (geen erectie kunnen krijgen)

Question 13

Beta1

Answer 13

• Receptoren in het hart
• Agonist
• Bij hartfalen

Question 14

Beta2

Answer 14

• Receptoren in de spieren van de bronchioli
• Antagonisten
• Bij antihypertensive

Question 15

Beta3

Answer 15

• Receptoren in vetcellen
• Agonisten
• Bij astma

Question 16

Chromaffinecellen

Answer 16

Cellen van het bijniermerg, deel van sympathisch stelsel, die een synaps vormen met preganglionische sympatische neuronen.
Bevatten nicotine receptoren en worden door ACh geactiveerd, maar hebben geen axonen en geven epinefrine direct aan de bloedbaan af.

Question 17

Neuroendocriene component

Answer 17

Hierbij wordt een hormoon/ neurotransmitter direct afgeven aan de bloedbaan. Dit gebeurd door chromaffinecellen die deel zijn van het sympathische stelsel.
Maakt het mogelijk de output meteen door het hele lichaam te verspreiden.

Question 18

Verschil nicotine en muscarine receptoren

Answer 18

Nicotine receptoren:

• Snel en monofasisch (eenmalig)
• Zijn excitatoir -> Snel Excitatoir Postsynaptisch Potentiaal (EPSP)

Muscarine receptoren:

• Langzaam en multifasisch
• Excitatoir of inhibitoir -> snel of langzaam EPSP of IPSP

Question 19

Waarom is het handig voor neuronen dat een snel EPSP met een langzaam EPSP/ IPSP gecombineerd kan worden?

Answer 19

Het langzame effect van muscarine receptoren werkt als een plaatselijke stop (modulator) op de signaaltransmissie waardoor er betere controle is over de orgaanactiviteit
Als er enkel nictoine receptoren zijn is er enkel één actiepotentiaal te zien en bij een combinatie van ook muscarine receptoren kunnen er meerdere actiepotentialen gegenereerd worden

Question 20

Hoe ontstaat de modulerende werking van muscarine receptoren?

Answer 20

Bij activatie van deze receptoren, inhiberen ze een specifieke kaliumstroom ofwel de M stroom. Hierbij worden de kaliumkanaaltjes geblokkeerd waardoor de hyperpolarisatie van de cel wordt opgeheven en er makkelijker een actiepotentiaal kan ontstaan.

Question 21

M stroom

Answer 21

De M stroom blijft ook in rust bestaan -> er stromen continu wat kaliumionen de cel uit via speciale kaliumkanaaltjes. Hierdoor wordt het membraanpotentiaal negatiever ongeveer -75 mV, wat de cel in hyperpolarisatie kan brengen

Question 22

Cotransmissie

Answer 22

Hierbij worden er in neurale synapsen meerdere neurotransmitters gebruikt. Als een neuron meerdere neurotransmitters kans opslaan heet dat colokalisatie

Question 23

Niet Adrenerge Niet Cholinerge neurotransmitters (NANC)

Answer 23

Dit zijn andere neurotransmitters dan ACh (cholinerge) en norepinefrine (adrenerge), zoals ATP en NO
Deze niet klassieke neurotransmitters kunnen:
1. Langzame synaptische potentialen genereren
2. Moduleren effect hebben op de respons van zenuwcellen, zonder ander zichtbaar direct effect
3. De afgifte van niet klassieke neurotransmitters kan afhankelijk zijn van neuronale activiteit

Question 24

Nuclei raphes in de medulla

Answer 24

Neuronen projecteren hun axonen vanuit de medulla richtig de tractus intermediolateralis in het ruggenmerg. Waar 3 hormonen kunnen worden afgescheden:

1. Serotine (wordt bij alle frequenties afgescheden)
2. Thyotropine- releasing hormoon, TRH (wordt bij gemiddelde en hoge frequenties afgescheden)
3. Substantie P (wordt alleen bij hoge frequenties afgescheden)

Question 25

ATP

Answer 25

- CO-gelokaliseerd met norepinefrine in postganglionische sympathische neuronen die verantwoordelijk zijn voor vasoconstrictie (samenknijpen van bloedvaten) - Het wordt opgeslagen in kleine blaasjes in synaptische uiteinde, wordt afgegeven bij elektrische stimulatie, en veroorzaakte directe vasoconstrictie als het direct aan een gladde spier wordt afgegeven

Question 26

Vasoconstrictie gladde spier

Answer 26

ATP activeert P2 purinoreceptoren op de gladde spier, die bestaat uit 2 onderdelen: 1. Ligand-gemedieerde ionkanalen -> P2X 2. GPCRs -> P2Y en P2U Bestaat uit 3 contracties: 1. Als P2X geactiveerd wordt laten ze veel calcium ionen de cel in waardoor de concentratie hiervan in de cel stijgt en de cel depolariseert. Dit activeert weer andere soort calciumkanaaltjes en deze laten veel calcium de cel in stromen 2. Is langzamer en komt doordat norepinefrine aan de GPCR bindt en calcium in het cytoplasma vrijkomt wat in het ER zat 3. Door afgigte van neuropeptide Y, langzaamste

Question 27

NO

Answer 27

- Wordt geproduceerd door het enzym stikstofmonoxide-synthase uit het aminozuur L-arginine en zorgt voor vasodilatatie (vaatverwijding) - Na activatie kan het naar naburige cellen verplaatsen en Guanylyl cyclase activeren wat ervoor zorgt dat de calciumconcentratie verlaagt word in de cel. - Is een ongebruikelijk molecuul voor intracellulaire communicatie omdat het een korte levensduur heeft

Question 28

PHOX2B

Answer 28

Een transscriptiefactor die nodig is bij de transcriptie van bijna alle viscerale neuronen. Dit wordt al vroeg aangemaakt in bijna alle viscerale neuronen -> parasympatische neuronen, sympathische postganglionische neuronen, alle viscerale afferenten en NTS neuronen. Ook in de locus coeruleus en in sommige nuclei van craniale zenuwen wordt het geproduceerd. Geen enkel andere cel brengt dit gen tot expressie, dit gen wordt het master gen van het AZS genoemd. In muizen heeft het uitschakelen van het gen het gevolg dat de bovengenoemde neuronen niet kunnen ontwikkelen

Question 29

Congenitaal Centrale Hypoventilatie syndroom (CCHS)

Answer 29

Ontstaat bij heterozygote mutaties in het PHOX2B gen. Kinderen met deze aandoening hebben problemen met ademhalen tijdens het slapen: 1. Of de O2 of de CO2 waardes in het bloed worden niet goed gedecteerd 2. Of de informatie over deze waardes wordt onjuist geïntegreerd in de NTS en in andere nuclei in de medulla.

Question 29

Hypoventilatie syndroom

Answer 29

Ontstaat bij heterozygote mutaties in het PHOX2B gen. Kinderen met deze aandoening hebben problemen met ademhalen tijdens het slapen: 1. Of de O2 of de CO2 waardes in het bloed worden niet goed gedecteerd 2. Of de informatie over deze waardes wordt onjuist geïntegreerd in de NTS en in andere nuclei in de medulla.

Question 30

Ziekte van Hirschsprung

Answer 30

Ontwikkeling na een mutatie in het PHOX2B gen. Hierbij is het EZS niet goed aangelegd in een deel van de dikke darm

Question 31

Syndroom van Haddad

Answer 31

Wanneer er sprake is van de ziekte van Hirschsprung en CCHS

Question 32

Eerste-orde Horner syndroom

Answer 32

- Aangedane zenuwen: cellichamen of axonen van de eerste orde sympathische zenuwen - Locatie: hypothalamus of route naar ipsilaterale tractus intermediolateralis langs de hersenstam - Oorzaak: ischemie van de medulla, waarbij er een verstopping is van de arteria cerebellaris inferior -> Wallenberg syndroom - Bijkomende afwijking: aandoening van meerdere hersengebieden

Question 33

Tweede -orde Horner syndroom

Answer 33

- Aangedane zenuwen: cellichamen of axonen van twee-orde sympathische zenuwen - Locatie: tractus intermediolaterlis of langs het verloop van hun axonen richting de ganglion cervicalis superior - Oorzaak: pancoast tumor in de top van de long, verdrukt de zenuwen die op weg zijn naar de ganglion cervicalis superior - Bijkomende afwijkingen: pancoast tumor kan diverse hormonale stoornissen veroorzaken

Question 34

Derde -orde Horner syndroom

Answer 34

- Aangedane zenuwen: derde-orde sympathische zenuwen - Locatie: ganglion of op de route naar het oog - Oorzaak: dissectie van a. coratis (vaak door nektrauma) ontstaan van scheurtje in binnenste laag van de vaatwand. Hierdoor kunnen zenuwen verdrukt of beschadigd worden. - Bijkomende afwijkingen: beschadiging van een vaatwand leidt tot bloedstolsel die de bloedstroom belemmert. Als het niet meer bij de hersenen komt -> beroerte

Question 35

Testen differentiaaldiagnose Horner 1

Answer 35

2-10% cocaïne oplossing in het bloed waardoor opname norepinefrine blokkeert. Dit blijft hangen in de synapsspleet waardoor de sympathische werking versterkt wordt. Pupil wordt niet groter omdat de sympatische innervatie onderbroken is

Question 36

Testen differentiaaldiagnose Horner 2

Answer 36

Wordt gebruikt om te kijken of de oorzaak postganglionisch is. Paredrine wordt toegediend waardoor er bij gezonde mensen norepinefrine wordt afgegeven -> pupildialatie Bij een derde-orde horner is de verbinding tussen het cellichaam en het uiteinde van de postganglionische neuron beschadigd -> neurotransmitters bereiken het einde niet en patiënten zullen dus geen verwijding van de pupil hebben