Snelle neurotransmissie Flashcards
Drie soorten ionkanalen
- Passieve ionkanalen gebruiken energie (ATP) om ionconcentraties binnen en buiten cel zo te houden dat rustmembraanpotentiaal ongeveer -70 mV is.
- Ligand-gestuurde ionkanalen openen in reactie op binding van chemische stof (neurotransmitter), wat resulteert in instroom van specifiek type ion en kleine verandering in membraanpotentiaal.
- Voltage-gestuurde ionkanalen openen in reactie op kleine veranderingen in membraanpotentiaal, wat resulteert in massale in- of uitstroom van specifiek iontype, waardoor snelle en forse piek in membraanpotentiaal-verandering ontstaat.
Kenmerken van elektrische transmissie
- Pre- en postsynaptische membranen met elkaar verbonden middels gap junctions (dendritische spines), waardoor natrium-influx van presynaptische cel kan doorstromen in postsynaptische cel.
- Lipide delen van tegenover elkaar liggende membranen worden op plaats gehouden door binding tussen integrale membraaneiwitten (connexons). Deze eiwitten vormen poriën die ionen tussen cellen doorlaten.
- Veranderingen in membraanpotentiaal van ene cel veroorzaakt lokale stroom in andere cel, waardoor elektrische synaps snel en efficiënt actiepotentialen kan uitwisselen.
Kenmerken van chemische transmissie
- Cellen niet rechtstreeks gekoppeld, waardoor aankomend actiepotentiaal niet genoeg neurotransmitter kan vrijmaken om postsynaptische neuron op drempelwaarde te brengen.
- Blaasjes in axonuiteinde gevuld met neurotransmitters. Op juiste moment kunnen deze blaasjes fuseren met celmembraan (door calcium ), waarbij inhoud wordt afgegeven in synaptische spleet.
- Neurotransmitter bindt aan overkant op postsynaptische cel aan ligand-gestuurde ionkanalen.
Leg het verschil uit tussen exciterende en remmende neurotransmitters
Exciterende neurotransmitters veroorzaken depolarisatie en bevorderen genereren van actiepotentialen (glutamaat).
Remmende neurotransmitters veroorzaken hyperpolarisatie en onderdrukken het ontstaan van actiepotentialen (GABA → doorlaatbaar voor chloride).
Waardoor wordt het postsynaptische effect van een neurotransmitter bepaald?
- Type neurotransmitter: kan variatie aanbrengen in snelheid waarop signaal wordt doorgegeven.
Glutamaat (snel), aspartaat, GABA (snel) en glycine zijn neurotransmitters die afgeleid zijn van aminozuren.
Biochemische amines: dopamine, noradrenaline, adrenaline, serotonine en histamine.
Meeste neurotransmitters zijn hele kleine eiwitten (peptiden), zoals methionine. - Type receptor: verschilt per neurotransmitter, want neurotransmitter kan ook verschillende receptoren hebben.
Leg de glutamaterge transmissie uit
- Glutamaat verpakt in blaasjes die kunnen fuseren met celmembraan zodra er calcium vrijkomt.
- Glutamaat bindt vervolgens aan glutamaat-receptoren in postsynaptische cel, waardoor ligand-gestuurde ionkanalen even open staan.
- Positieve (exciterende) natrium deeltjes stromen vervolgens door kanaal, waardoor er depolariserend potentiaal (excitatoire postsynaptische potentiaal) wordt opgewekt.
Kenmerken van glutamaterge transmissie
- Glutamaat mag niet te lang in synaptische spleet blijven in verband met overactiviteit zenuwcellen.
- Op presynaptische axon terminal zitten transporteiwitten die neurotransmitter weghalen, glutamaat opnieuw opnemen en deze terugpompen in presynaptische axon.
- Astrocyten helpen mee synaptische neurotransmissie te beëindigen. Ze pakken glutamaat op, breken het af in glutamine wat wordt afgegeven en weer kan worden opgenomen door axon terminals.
Leg de GABA-erge transmissie uit
- GABA wordt lokaal in axon terminals gemaakt en in blaasjes verpakt.
- Blaasjes worden naar binnen gepompt en afgegeven, waar het bindt aan receptor.
- Doordat GABA een remmende neurotransmitter is, is er hyperpolariserende reactie (inhibitoire postsynaptische potentiaal) nodig wat gebeurt door chloride naar binnen te laten stromen.
- Ook op axon terminal in presynaptische cel vind je GABA-transporteiwit die het op kan nemen, inactiveert en neurotransmitter hergebruikt.
Kenmerken van ligand-gestuurde ionkanalen
- Kanaaleiwitten opgebouwd uit 5 onafhankelijke eiwitketens (bestaan uit 4 transmembraandomeinen) die met elkaar kanaalstructuur in membraan vormen.
- Eiwitketens nodig om receptor te kunnen vormen die verankerd ligt in membraan.
- Een van vier transmembraandomeinen is naar binnenkant van kanaal gericht en heeft afsluitende poort, deze poort wordt weggedraaid zodra neurotransmitter aan kanaal bindt.
Opbouw GABA- en glutamaatreceptor
GABA receptor bestaat uit vijf eiwitketens, en glutamaatreceptor uit vier eiwitketens.
Een glutamaatreceptor heeft transmembraandomein dat niet volledig door membraan loopt; GABA-receptor loopt wel volledig door membraan heen.
Drie soorten glutamaatreceptoren
- AMPA-receptoren: doorlaatbaar voor natrium en kunnen volgende cel depolariseren. Verantwoordelijk voor grootste deel van snelle excitatoire synaptische transmissie in CZS.
- NMDA-receptoren: doorlaatbaar voor calcium en geeft ander type glutamaat signaal door aan volgende cel. Het zijn ligand-gestuurde ionkanalen die calcium-permeabele component van excitatoire neurotransmissie in CZS bemiddelen. Ze spelen belangrijke fysiologische rol in synaptische functie, zoals synaptische plasticiteit, leren en geheugen.
- Kainate receptoren: doorlaatbaar voor natrium en kunnen volgende cel depolariseren.
Kenmerken van een beroerte
- Vaak gevolg van afsluiting van hersenslagader door bloedprop (trombus), waardoor er te weinig zuurstof naar deel in hersenen kan.
- Verlies van bloedstroom (ischemie) berooft hersenweefsel van zuurstof en glucose. Neuronen en glia sterven (necrose) aan gebrek aan zuurstof (hypoxie).
- Gebied dat lijdt aan enige ischemie maar bloed uit andere slagaders ontvangt, wordt penumbra genoemd.
Er is sprake van overmatige afgifte van glutamaat, waardoor toxiciteit bevorderd wordt (excitotoxiciteit) en er apoptose optreedt.
Wat houdt excitotoxiciteit in en wat zijn gevolgen hiervan?
Hoeveelheid zuurstof gaat omlaag, waardoor werking van natrium/kaliumpomp afneemt.
- Gevolg 1: natriumconcentratie intracellulair en kaliumconcentratie extracellulair nemen toe.
- Gevolg 2: depolarisatie en excessieve afgifte van glutamaat.
- Gevolg 3: NMDA- en AMPA-receptoren nemen meer glutamaat op, waardoor calciumafgifte wordt verhoogd. Dit leidt tot geprogrammeerde celdood (apoptose).
Gevolgen van te hoge calciumconcentratie
- Een te hoge activatie van bepaalde enzymen (endonucleases en proteasen).
- Productie van vrije radicalen (O2-).
- Uiteindelijk apoptose: activatie van kinases en transcriptie van genen die geprogrammeerde celdood controleren.
Behandelingen voor beroerte
- Trombolytische eiwitten → weefselplasminogeen activator (TPA)
- NMDA receptor antagonisten → 2-amino-5-fosfonovaleraat (APV), dizocilpine, dextrorfan
- Apoptose-blokkers → cyclohexamide
- Calcium-kanaal blokkers → nimodipine
- Vrije radicalenvangers → antioxidanten (vitamine E, ascorbinezuur)
