HC's+PD week 2 Flashcards
(64 cards)
EEG
lezen
Bekijkt elektrische activiteit verschillende delen van de hersenen, wordt gebruikt voor het diagnosticeren van focaal vs gegeneraliseerde epilepsie
Frontaal=F
Pariëtaal=P
Temporaal=T
Occipitaal=O
Centraal=C
EEG meet vooral synchrone synaptische potentialen (actiepotentialen zijn te snel) dus EPSP/IPSP
-Cellen gaan synchroon salvo’s actiepotentialen afvuren tijdens een insult.
-Tonische fase: langdurige depolarisatie plus snel vuren.
-Clonische fase: ritmische ‘bursts’ met aktiepotentialen.
Als het op het EEG gemeten kan worden, betekent dit dat een heleboel cellen synchroon synaptische inputs krijgen
Prikkelbaarheid (excitability)
lezen
Zenuwcellen zijn prikkelbaar (‘excitable’): ze zijn elektrisch actief, ze kunnen actiepotentialen genereren (i.t.t. fibroblasten, gliacellen, etc.).
Het ‘gemak’ waarmee dat gaat, bepaalt hun prikkelbaarheid (‘excitability’).
De prikkelbaarheid is dus een maat voor de neiging van zenuwcellen om actiepotentialen te genereren.
Bij epilepsie is de prikkelbaarheid van sommige zenuwcellen abnormaal hoog
Epilepsiemechanismen
Leren
Insulten ontstaan door een abnormale prikkelbaarheid
(excitability) van de cellen: het wordt te makkelijk om actiepotentialen te genereren
Abnormale prikkelbaarheid ontstaan
1. ‘Epileptische neuronen’ (bijv channelopathies)
2. ‘Epileptische neuronale netwerken’ (balans tussen excitatie en inhibitie verstoord)
Factoren prikkelbaarheid
Leren
- Ion-concentraties (Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+)
- Ionkanalen (type, eigenschappen, dichtheid, verdeling)
- Synaptische inputs
Nernst-vergelijking: berekenen evenwichtspotentiaal
Leren
Grootheid E, eenheid mVoltage
Berekenen doe je door
E= (RT/zF)log(Xout/Xin)
R gas constante
T temperatuur
z lading
F Faraday constante
X= concentratie Ion
bijv
Hoeveel bedraagt Ena als de extracellulaire Na+-concentratie ([Na]o) 10x zo hoog is als de intracellulaire?
Ena=58mvlog(Na-o/Na-In)= 58*1=+58 mV
Effectief is de formule dus Ex=constante*log(Xout/Xin)
Deze constante is 58, bij + ionen is het +58 bij - ionen is het -58
Na+/K+ ATPase
Leren
*Efflux van 3 Na+ (naar buiten de cel)
*Influx van 2 K+ (naar binnen)
*Hydrolyse van 1 ATP -> meer + naar buiten dan naar binnen= intracellulair wordt negatief tegenover Extra
2 belangrijke functies=
1. Zorgen dat Intracellulaire concentratie K=hoog Na =laag en Extracellulaire concentratie K=laag en Na=hoog
2. meer + naar buiten dan naar binnen= intracellulair wordt negatief tegenover Extra (negatief membraanpotentiaal in rust tussen -70mv en -90mv) hierdoor is de evenwichtspotentiaal voor K+ (EK) negatief en
de evenwichtspotentiaal voor Na+ (ENa) positief.
Evenwichtspotentiaal betekenis lezen
Snappen
Een specifieke spanning voor een bepaald type ion waarbij er evenveel ionen de cel in gaan als er uit gaan.
1. Concentratie gradiënt
2. Electrostatische gradiënt
Zijn in evenwicht, bereken je met Nernst formule
K+ kanaal (leaky)
Leren
-Passief transport K+ van hoog naar lage concentratie
- Anion blijft achter K+ intra->extracellulair= Intracellulair wordt negatiever!
Na+ kanaal (leaky)
Leren
-Passief transport Na+ van hoog naar lage concentratie
- Veel minder permeable dan K+ kanaal (K+ verlaat veel makkelijker cel dan Na+ de cel in gaat)
-Anion blijft achter Na+ extra-> intracellulair= Intracellulair wordt positiever
Rustmembraan potentiaal bereiken
Snappen
- Na/K ATP ase zorgt dat meer positieve lading verlaat dan binnenkomt (van 0 mV naar -5mV)
2.. Leaky K+ kanalen zorgen voor efflux K waardoor bij achterblijven anionen de cel negatiever wordt (van -5mV naar -90mV) - Leaky Na+ kanalen zorgen voor influx Na+, intracellulair wordt positiever (van -90 mV-> -70mV)
Rustmembraanpotentiaal berekenen
Snappen
Som evenwichtspotentiaal Na en K
dus Ena+Ek als de permeabiliteit van de kanalen even hoog is = DAT IS DUS NIET ZO en dat is waarom het rustmembraanpotentiaal veel dichter bij het evenwichtspotentiaal van K ligt dan van Na (permeabiliteit K kanalen is veel hoger dan Na kanalen)
Graded potential
(snappen)
Temporary changes in the membrane voltage, the characteristics of which depend on the size of the stimulus.
Bijv.
Rustmembraanpotentiaal -depolarizatie-> treshold potentiaal (van -70mV naar -55mV) voor het openen van voltage gated Na+ kanalen in het axon voor het crëeren van een actiopotentiaal
of bijv.
Rustmembraanpotentiaal van -70mV -Hyperpolarizatie-> -90mV
Belangrijke begrippen hierbij:
-Excitatory Postsynaptic Potential (EPSP)= Rustmembraanpotentiaal gaat richting treshhold na een stimulerend signaal van een zenuw: ligand zoals bijv glutamaat bind aan membraan, hierdoor is er een influx van Na+ Ca2+ door desbetreffende kanalen
-Inhibitory postsynaptic potential (IPSP)=
Rustmembraanpotentiaal gaat van treshhold af na een remmend signaal van een zeneuw: ligand zoals GABA bind aan membraan, hierdoor is er een efflux van K+ of een influx van Cl-
De som van EPSP en IPSP bepalen of een treshhold potentiaal wordt gehaald
-Temporal summation: 1 presynpatische neuron stimuleerd herhaaldelijk 1 postsynaptische neuron-> hierdoor wordt na een paar keer het treshhold potentiaal bereikt
-Spatial summation: Meerdere presynaptische neuronen stimuleren tegelijkertijd 1 postsynaptische neuron om het treshhold potentiaal te bereiken
Actiepotentiaal
Snappen
Na het bereiken van het treshhold potentiaal -55mV door EPSP gebeurd het volgende:
Depolarizatie
1. In de Axon Hillock begint het, de activation gate (buiten de cel) van de Voltage gated Na+ channels (VGNa+C) openen. -55mv gaat het naar +30mV door influx van Na+. Op +30 mV sluit de inactivation gate (binnen de cel) van de VGNa+C. Een golf van openingen richting het Axon terminal ontstaat ook wel de depolarizatie golf genoemd oftewel actie potentiaal.
2. Wanneer de depolarizatie golf de terminal bulb bereikt zullen er bij +30mV CA2+ kanalen openen, hierdoor ontstaat een influx van Ca2+. Ca2+ bind zich aan de snare proteins van de vesicels en het membraan, dit zorgt voor het fuseren van de synaptische vesicels en het membraan ook wel bekend als exocytosis van de neurotransmitter.
Repolarizatie
3. Influx Na+ door VGNa+C zorgt voor openen +30mV van Voltage gated K+ channels (VGk+C) die zorgen voor efflux van K+, cel wordt weer negatiever richting -90mV, er ontstaan een repolarizatie golf richting de axon terminal, deze bereikt de terminale bulb net na de depolarizatie golf.
4. Wanneer de repolarizatie golf de axon terminal zullen de Ca2+ kanalen sluiten, dit gebeurd bij -90 mV. Hierdoor stopt de Exocytose van de neurotransmitter.
De VGK+C sluiten langzaam waardoor ze de eigenlijk voorbij het rustmembraanpotentiaal hyperpolarizeren, uiteindelijk bereik je weer rustmembraanpotentiaal dmv. Na/K atpase, Na+ kanaal, K+ kanaal.
Absolute refractory period:
Totdat VGNa+C het rustmembraanpotentiaal heeft bereikt van +30mV->0mV zal de inactivation gate van de VGNa+C gesloten blijven, het maakt in deze periode niet uit hoeveel de cel gestimuleerd wordt, de VGNa+C zullen dicht blijven. De tijd tussen het sluiten en weer openen van VGNa+C noemen we de Absolute refractory period.
Relative Refractory period:
De periode van hyperpolarisatie, door langzaam sluiten VGK+C zal de cel -90mV. RMP is -70mV, hierdoor kost het meer moeite om de cel te stimuleren om de treshhold van -55mV te halen, met genoeg stimulatie kan het wel. Het gaat dus om de tijd tussen -70mV -> -90mV -> -70 mV.
In het agemeen geldt dus dat een verhoogde geleidbaarheid voor VGNaC+ dus de prikkelbaarheid verhoogt -> meer kans op epilepsie, terwijl een verhoging van de geleidbaarheid voor VGK+C de neiging tot vuren verlaagt_> minder kans op epilepsie
https://www.youtube.com/watch?v=Jk_9IhHVOTk
Laatste Recap bekijken
Depolarizatie leren
Cel wordt Positiever qua lading
Repolarizatie leren
Cel wordt negatiever qua lading richting rustmembraanpotentiaal
Hyperpolarizatie leren
Negatieve potentiaal nog negatiever maken
Goldman (GHK) vergelijking
Snappen
Vm=58log((Permabiliteit Naconcentratie Na extra)+ ook K+ en Cl -)/((Permabiliteit Na*concentratie Na intra)+ ook K+ en Cl)
De membraanpotentiaal bevindt zich altijd tussen EK en ENa.
Hoe groter de permeabiliteit (P) voor een ion, des te dichter ligt de membraanpotentiaal bij de evenwichtspotentiaal van dat ion.
In rust: PK»_space; PNa, daarom ligt Vm dicht bij EK.
Tijdens depolarisatiefase van een actiepotentiaal: PNa»_space; PK, daarom gaat Vm snel richting EN
Spanningsafhankelijke ionkanalen (VGNa+C en VGK+C)
Leren
Enkele belangrijke eigenschappen van spanningsafhankelijke
ionkanalen:
* selectiviteit (natriumkanaal laat alleen natriumionen door)
* conductantie= hoeveel ionen gaan er door een open kanaal
* activatie (openen), deactivatie (sluiten) en evt. inactivatie oiv membraanpotentiaal
Wet van Ohm
Snappen
I=U/R=g*U
I= stroomsterkte in ampere A
U= spanning in volt V
R= weerstand in ohm Ω
g= conductantie= 1/R uitgedrukt in siemens S
Stroom door een K+ kanaal
I= gK (delta U)
Hoe verder het membraanpotentiaal van het evenwichtspotentiaal hoe meer stroom er wordt opgewekt
Structuur K+ kanaal
Leren
- vier subunits vormen één kanaal (tetrameer)
- drie onderdelen: transmembraan segmenten (meestal 6: S1-6), P loop en intracellulaire loops- P loop belangrijk voor selectiviteit
- S1-4 van belang voor spanningsafhankelijkheid (vnm S4)
- S5-6 belangrijk voor open en dicht gaan
- intracellulaire loops belangrijk voor inactivatie
- S4 bevat positief geladen aminozuren die het membraanpotential voelen, bij depolarizeren zullen de positieve aminozuren worden afgestoten waardoor er een opening ontstaat, bij repolarizatie gebeurd er tegenovergestelde
Voltage clamp methode
lezen en vragen dia’s snappen
-Meet de stroom die nodig is om een bepaalde membraanpotentiaal aan een cel op te leggen
-Wordt vaak gebruikt in combinatie met farmaca, zodat het mogelijk is selectief de stroom door een bepaald type kanalen te meten
-natriumconductantie (=geleidbaarheid) neemt toe bij toenemende depolarisatie
-natriumstroom neemt aanvankelijk toe bij toenemende depolarisatie
(spanningsafhankelijkheid), bij verdere depolarisatie af (afname drijvende kracht)
-Conventie: kationen naar binnen = inwaartse stroom = negatief
Activatiecurve (snappen)
Conductantie van ionen wordt getoond als functie van het membraanpotentiaal
Twee soorten synapsen
Leren
- Elektrische
-Gap junction channels tussen 2 cellen, waardoor ionen vrij kunnen stromen, wanneer er een verschillend membraanpotentiaal is tussen beide cellen komt er een stroom op gang zodat die verschillen kleiner worden
-Cardiomyocyten maar ook bepaalde kernen in de hersenen - Chemische
-Neuronen genereren aktiepotentialen bij de axonheuvel(hillock)
-Synapsen kunnen worden gevormd op soma, dendriet of zenuweindiging; axosomatic, axodendritic, axo-axonic
-Synapsen bij de axon hillock zijn vaak remmend
-Axodendtric heb je veel plaats voor synapsen
-Axo-axonic zal afgifte neurotransmitter beinvloeden
Gap junction channels
Leren
-6 subunits (=connexines) vormen 1 connexon (hemi-channel)
-connexons weinig selektief (ook ATP, cAMP, etc gaan erdoor)
-aanliggende gap junction kanalen
-weinig selektief
-transmissie bi-directioneel
-korte delay
-geen drempel
-geblokkeerd door o.a. halothaan
(inhalatieanestheticum)
-zeer geschikt voor synchronisatie in neuronale netwerken
-synaps niet uitputbaar
-(waarschijnlijk) betrokken bij de generatie van ‘fast ripples’, zeer snelle (>100 Hz)
hypersynchrone oscillaties, die belangrijk zijn voor het ontstaan van epileptische aanvallen
