Neurofysiologie optie 2
advertisement
Neurofysiologie 1. De opbouw van het zenuwstelsel Zenuwstelsel:- centraal - perifeer - autonoom Het centraal zenuwstelsel Bestaat uit hersenen en ruggenmerg. In de hersenen onderscheiden we: - telencefalon - diencefalon - hersenstam - cerebellum 3 ruimtelijke vlakken om hersenen te beschrijven: - axiaal: dorsaal en ventraal gedeelte - sagittaal: lateraal en mediaal gedeelte - coronaal: anterieur en posterieur gedeelte Het Telencefalon = 2 gepaarde hemisferen die rusten op de schedelbasis en het tentorium cerebelli Cerebrale cortex: - buitenste begrenzing van elke hemisfeer - corticaal oppervlak vertoont sulci - gyrus: deel van de cortex dat tussen twee sulci gelegen is - ontvangt sensorische informatie info wordt geanalyseerd in functie van vroegere ervaringen indien nodig getransformeerd in een motorische actie - cortex speelt dus rol in bewustzijn + verantwoordelijk voor mentale/cognitieve functies Elke cerebrale hemisfeer wordt ingedeeld in 4 lobben/kwabben: Frontale kwab: - gyrus precentralis=motorische cortex: van hieruit vertrekken banen naar motorische hersenzenuwkernen in de hersenstam en de motorische voorhoorncellen in het ruggenmerg. Willekeurige motoriek - premotorische cortex: plannen en programmeren van bewegingen - spraakcentrum van Broca: uitdrukkingsvermogen via de taal. Steeds in dominante hemisfeer gelegen - prefrontale cortex: rol in persoonlijkheid en gedrag, belangrijk voor mentale activiteiten (nemen van initiatief, concentratie, inzicht,...) Temporale kwab: - auditieve cortex - spraakcentrum van Wernicke: begripsvermogen. Steeds in dominante hemisfeer gelegen - reukcortex - belangrijke rol in het geheugen, want schakel tss cerebrale cortex en structuren van het limbisch systeem Parietale kwab: - gyrus postcentralis=somatosensorische cortex: ontvangt gevoelsbanen afkomstig uit hersenstam en uit het ruggenmerg. Gevoel (pijn, tast, positiezin) Occipitale kwab: - visuele cortex Doorsnede cerebrale cortex: - buitenste laag van grijze stof - centraal: laterale ventrikels + 3de ventrikel omgeven door diep gelegen grijze structuren (de diepe kernen) - overal ligt er witte stof tussen - grijze stof: bevat de cellichamen van de neuronen - witte stof: bevat axonen omgeven door myeline - associatiebanen: banen die delen binnen eenzelfde hemisfeer verbinden - commissuurbanen (via corpus callosum): banen die de ene hemisfeer met de andere verbinden - projectiebanen: opstijgende en afdalende banen van en naar hersenstam en ruggenmerg Diepe grijze kernen/basale ganglia: - neostriatum: nucleus caudatus, putamen en globus pallidus: ingeschakeld in extrapyramidaal systeem dat een rol speelt in de controle van de motoriek letsels aan 1 van deze structuren veroorzaken onwillekeurige bewegingen, moeilijkheden in de initiatie van bewegingen en wijzigingen in de spiertonus - nucleus basalis van Meynert: grote cellen die naar de cerebrale cortex projecteren. Speelt een belangrijke rol in het geheugen - Hippocampus en amygdala: behoren tot de temporale kwab, zijn met elkaar verbonden en maken deel uit van het limbisch systeem= een geheel van structuren die met elkaar zijn verbonden, en waarbij bepaalde delen van de cerebrale cortex, de thalamus en de hypothalamus betrokken zijn limbisch systeem speelt rol in controle van emoties en het geheugen - amygdala: koppelt emotionele betekenis aan sensorische output - hippocampus, fornix en corpora mammillaria: geheugen en leren Het Diencefalon = deel van de hersenen dat zich middenin bevindt tss het telencephalon en het mesencephalon. Het bevat de thalamus, hypothalamus, hypofyse, epifyse en het 3de ventrikel - thalamus: ovale massa opgebouwd uit verschillende kernen kernen fungeren als tussenstation voor de verschillende sensorische inputs + ingeschakeld in motorische circuits hypothalamus: reguleert de viscerale activiteit via het autonoom zenuwstelsel: hormonale activiteiten via hypofyse, dorst-en hongergevoel, slaap-waak ritme,… beiden ingeschakeld in limbisch systeem Hersenstam = mesencefalon, pons en medulla oblongata bestaat uit: - de reticulaire formatie: bewustzijn(projecteert via thalamus naar ganse cerebrale cortex) + spiertonus kernen van de hersenzenuwen III tot XII centra voor de regeling van de ademhaling, hartslag en bloeddruk ritmische ademhalingscentrum in medulla oblongata bevat inspiratoire en expiratoire neuronen, en dit genereert een alternerende impulsactiviteit via tractus reticulospinalis worden vanuit dit centrum de motorneuronen van de nn. phrenici en van de nn. intercostales geactiveerd kernen van de cellichamen van monoaminerge banen: substantia nigra(mesencephalon, dopamine) en locus ceruleus(pons, noradrenaline) banen van de cerebrale hemisferen naar de hersenstam-ruggenmerg en vice-versa Cerebellum - 2 hemisferen die verbonden zijn via vermis ook cortex, witte stof en diepe kernen voornaamste cellen: Purkinjecellen coördinatie van bewegingen evenwicht regulatie spiertonus Ruggenmerg Grijze stof: - omgeven door de wervelzuil onderverdeeld in een cervicaal, thoracaal, lumbaal en sacraal deel eindigt aan de onderrand van wervellicham L1 - vlindervormig aspect + gelegen rond centraal kanaal voorhoorn: met motorische voorhoorncellen(perifere motorneuronen) achterhoorn: interneuronen: sensorische informatie komt hier binnen tussenhoorn: bevat spinale preganglionaire sympatische neuronen - bestaat uit opstijgende en afdalende banen gevoelsbanen: afkomstig van perifere zenuwen, die naar thalamus en vervolgens naar somatosensorische cortex projecteren banen afkomstig van motorische cortex: projecteren op motorische voorhoorncellen de banen die instaan voor de spiertonus Witte stof: - Het perifeer zenuwstelsel Hersenzenuwen 2 zenuwen treden uit de schedelholte door kleine openingen in de schedelbasis: - I: reukzenuw (n. oftalmicus) - II: oogzenuw (n. opticus) Zenuwen verbonden met kernen in de hersenstam: - III, IV, VI: oogbewegingen + contractie van de pupil - V: gevoel gelaat + motoriek kauwspieren - VII: motoriek gelaat + smaak - VIII: gehoor + evenwicht - IX, X: slikken + autonome functies zoals hartfrequentie - XI: draaien hoofd + opheffen schouders - XII: bewegen van de tong Spinale zenuwen - - langs elke zijde ruggenmerg: 31 spinale zenuwen ontstaan spinale zenuw: samenkomen van een ventrale en dorsale spinale wortel dorsale wortel vertoont een dorsaal ganglion (perifere sensorische neuronen) elke spinale zenuw zorgt voor een segmentaire innervatie van 1 gebied van 1 lichaamshelft: sensorisch=dermatoom ; motorisch=myotoom verlaten de wervelzuil via de foramina intervertebralia van de wervelzuil en spiltsen dan op in perifere zenuwen Axonen: - - kunnen zowel gemyeliniseerd als niet gemyeliniseerd zijn zenuw bestaat uit zenuwvezels/fascikels . Fascikel= bundeling van axonen endoneurium: houdt verschillende axonen in fascikel same, perineurium: bindweefsel dat fascikel omgeeft epineurium: houdt verschillende zenuwvezels samen motorische axonen zijn afkomstig van het perifeer motorneuron elk perifeer motorneuron vertoont ter hoogte terminaal deel van zijn axon een extensieve arborisatie contact maken met 100, 200 of meer spiervezels = motorische eenheid sensorische axonen: afkomstig van sensorische structuren in huid en dieper gelegen lichaamsdelen en lopen naar ruggenmerg of hersenstam cellichaam ligt in ganglia net buiten het CZS 2. De cellen van het zenuwstelsel Neuronen = cellen gespecialiseerd in het ontvangen en overbrengen van informatie Ze bestaan uit: - soma = cellichaam - axon = lang uitsteeksel dat info naar andere neuronen overbrengt - dendrieten = korte uitsteeksels die de info van andere neuronen ontvangen Worden onderverdeeld in: unipolair, bipolair of multipolair meestal multipolair Soma Opgebouwd uit: - celmembraan - nucleus(DNA) + deze bevat een nucleolus(aggregatie van RNA) - cytoplasma cytoplasma bevat: - endoplasmatisch reticulum - golgi apparaat: proteïnen verpakken in vesikels voor axonaal trans. - mitochondria: oxydatieve fosforylatie - lysosomen: afbraak van intracellulair vreemd materiaal - vacuolen - granulen en soms pigmenten - cyoskelet: neurofilamenten ( vorm neuron ) + microtubuli (transport van moleculen) Axon - Microtubuli: - - axoplasma omgeven door axolemma(celmembraan) variabele grootte: 1 mm 1 m axonale heuvel(initieel segment, hier begint actiepotentiaal) + lange cilinder + axonuiteinden (maken synaptisch contact met ander neuron) dikke axonen worden omgeven door myeline, deze is regelmatig onderbroken: knopen van Ranvier voor eiwitten is axon afhankelijk van het soma bevat microtubuli, neurofilamenten en mitochondria belangrijke rol in axonaal transport gevormd uit een polymeer van tubuline-eenheden vertonen polariteit: - naar soma en + naar axonuiteinde fungeren als rails geassocieerde eiwitten: MAPS binden op tubuline-eenheden stabilisatie van de microtubuli MAP-tubuline binding wordt gereguleerd door fosforylatie van het MAP via MARK fosforylatie MAP MAP komt los destabilisatie microtubuli MAP-1: gevonden in axonen en dendrieten MAP-2: dendrieten Tau: axonen dysfunctie tau: ziekte van Alzheimer transport: via moleculaire motoren die zich op microtubuli voortbewegen: dyneine en kinesine converteren ATP in mechanische beweging Retrograad transport: via dyneine: vervoer van gedegradeerde vesikelmembranen en opgenomen exogene stoffen. + Anterograad transport: via kinesine: vervoer van eiwitten en neurotransmitters verpakt in vesikels. - + Defectief axonaal transport: = vroegtijdig fenomeen bij een aantal neurodegeneratieve ziekten - dysfunctie moleculaire motoren - dysfunctie microtubuli - beschadiging van cargos - mitochondriële dysfunctie Waarom ontstaan de meeste neurodegeneratieve ziekten op oudere leeftijd? Mitochondria: ATP produceren via oxydatieve fosforylatie bijproduct reactie: reactieve zuurstofradicalen die cellulaire componenten kunnen beschadigen leeftijdsgebonden dysfunctie van mitochondria kan primaire defecten in axonaal transport versterken Dendrieten - vertakken zich gewoonijk als een boom vanuit het soma taak: receptief veld van neuron vergroten bevatten zelfde organellen als het soma dendritische uitsteekseltjes: receptief veld nog vergroten komen overeen met de plaatsen waar synaptische contacten worden gemaakt Glia van het CZS Er zijn verschillende types gliale cellen. Er zijn 10 x meer gliale cellen dan neuronen. Oligodendrocyten: - taak: myelineschede vormen in CZS myelinisatie: proces waardoor witte stof wordt gevormd - vormt uitlopers, die zich wikkelen rond een axon vormen hoesje= myelineschede fungeert als isolatieband dat het axon elektrisch isoleert en van belang is voor een snelle geleiding van de actiepotentiaal regelmatige plaatsen onderbroken: knopen van Ranvier - 30-50 myeline segmenten in verschillende axonen genereren - myeline: 70% lipiden + aantal specifieke proteïnen (myelin basic pr.) Microglia: - - 20% van gliale celpopulatie afkomstig van myelomonocytaire cellijn uit hematopoëse in het beenmerg eigenschappen overeenkomstig met macrofagen: vrij kleine cellen met kleine kern, in cytoplasma veel lysosomen en andere insluitsels die men terugvindt in macrofagen worden geactiveerd bij pathologische processen kunnen migreren en fagocyteren immuuncompetente cellen + produceren signaalmoleculen (cytokines die lokale ontstekingsprocessen beïnvloeden) produceren neurotrofe factoren: herstelfunctie Ependymcellen: lijnen de wanden van de ventrikels en het centraal kanaal af Astrocyten: - meest frequent voorkomende cellen in CZS cytoskelet bevat intermediair filament, dat is samengesteld uit GFAP (glial fibrillary acidic protein) cellen histologisch identificeren beschadiging CZS: astrocyten gaan groeien en zich delen, waardoor ze een litteken vormen = astrogliose Glia van het PZS Schwann cellen: myeliniseren slechts 1 axonaal segment Myeline CZS ≠ myeline PZS Satellietcellen: kleine cellen die neuronen in de ganglia (sensorisch, autonoom) omringen en een ondersteunende functie hebben 3. Elektrische transmissie De activiteit van het zenuwstelsel berust op elektrische en chemische signalen die ontstaan in: - sensoren: generatorpotentiaal - in zenuwvezels en spiervezels: actiepotentiaal - ter hoogte van de neuronale synaps: EPSP en IPSP - ter hoogte van de neuromusculaire overgang: eindplaatpotentiaal(EPP) zie p. 18 Membraanpotentiaal Bij levende cellen in rust: elektrische spanning/potentiaalverschil over het celmembraan ontstaat door een verschil in ionenconcentraties aan beide zijden van de membraan K+: vooral binnen de cel Na+: vooral buiten de cel Celmembraan is semipermeabel: - goed permeabel voor K+, zodat wegens de hoge concentratiegradiënt van dit ion, K+ via passief transport naar buiten kan diffunderen - Na+ komt de cel binnen door passief transport, maar geen goede passieve terugdiffusie - Na+-K+-ATPase pomp zorgt er actief voor dat Na+ uit de cel en K+ in de cel wordt gepompt behoud van deze ‘steady state’ is verantwoordelijk voor de rustpotentiaal. - buitenzijde membraan is meer positief dan de binnenzijde - conventie: positief geladen buitenzijde = 0 ; negatief geladen binnenzijde= -60 mV potentiaalverschil van -60 mV = rustpotentiaal van het neuron depolarisatie: buitenkant van membraan wordt negatief hyperpolarisatie: binnenkant van membraan wordt meer negatief Actiepotentiaal Zenuw- en spiercellen hebben de eigenschap om de ionenpermeabiliteit van een membraan te veranderen als gevolg van een prikkel. Er wordt een actiepotentiaal gegenereerd als het membraan boven een zekere drempel wordt gedepolariseerd. enkel als potentiaal kritische drempelwaarde overschrijdt: -50 mV = drempelpotentiaal Overschrijden drempelwaarde: Voltagegevoelige Na+-kanalen worden opengemaakt Na+ komt sneller in cytoplasma cel terecht inwendige van cel wordt minder negatief membraanpotentiaal wordt snel minder negatief = depolarisatiefase van de actiepotentiaal () soms kan membraanpotentiaal zelfs een positieve waarde bereiken = overshoot binnen 1/1000ste van seconde stopt instroom van Na+, geleidingsvermogen voor K+ stijgt wederopbouw van de rustmembraanpotentiaal = repolarisatiefase ()soms wordt membraanpotentiaal tijdelijk meer negatief dan rustmembraanpotentiaal = hyperpolarisatiefase Na+-K+-pomp zorgt voor wederopbouw van de oorspronkelijke ionenconcentraties over het celmembraan. actiepotentiaal is een alles of niets antwoord van de prikkelbare cel Exciteerbaarheid zenuwcel hangt af van: - intensiteit en duur stimulus: duur kortintensiteit moet hoog zijn ; duur langerintensiteit hoeft niet zo hoog te zijn succesvolle stimulatie vereist wel een minimumduur en een minimumintensiteit - refractaire periode: fase kort na de depolarisatiefase van de actiepotentiaal waarin het neuron niet meer of moeilijk voor nieuwe prikkels vatbaar is Absolute: tijdens deze periode is het niet mogelijk om een nieuwe actiepotentiaal te generen, ondanks sterkte en duur van de prikkel Relatief: einde van de repolarisatiefase: enkel prikkel van voldoende intensiteit en duur kan 2de actiepotentiaal genereren refractaire periodes ontstaan op basis van wijzigingen in de eigenschappen van de doorlaatbaarheid van de Na+ en K+ kanalen en de overlap in het tijdsbeloop van deze stromen p.23 Hoe beweegt een elektrische prikkel over het celmembraan? Gewone elektrische prikkel: Elektrotonische conductie: soort stroom waarbij: graduele hyperpolariserende respons opwekken spreidt langs axon op manier waarbij amplitude exponentieel afneemt met de afstand van de plaats waarop de stimulus gebeurt / hetzelfde gebeurt bij een depolariserende stimulus die onder de drempelwaarde ligt. Actiepotentiaal: - loopt verder met een constante snelheid zonder wijziging in amplitude of vorm van de potentiaal ; afstand = GEEN BELANG - ontstaat ter hoogte van de axonale heuvel (initieel segment) bevat hoge densiteit aan voltage-gevoelige Na+ en K+ kanalen - wordt dan verder overgebracht naar axonuiteinde Snelheid hiervan hangt af van dikte axon en of het al dan niet is gemyeliniseerd dikkere axonen geleiden sneller dan dunne - niet-gemyeliniseerd axon: voltage-gevoelige Na+ en K+ kanalen op uniforme manier over axon verspreid - gemyeliniseerd axon: myelineschede heeft isolerende werking en is op geregelde afstanden onderbroken door de knopen van Ranvier. Op deze plaatsen is er een hoge concentratie aan Na+ en K+ kanalen. Ontladingen die hier ontstaan door actiepotentiaal worden van ene knoop naar andere knoop overgebracht. Geleiding gebeurt dus op saltatorische manier en heel snel! p.26 Postsynaptische potentialen Aan einde axon: intensieve vertakking met zeer veel takjes die contact maken met meerdere postsynaptische neuronen Informatieoverdracht van axon naar ander neuron gebeurt t.h.v. de dendrieten of het soma. komt door een chemische transmissie in de synaps Hoe wordt de elektrisch-gemedieerde info die in de dendrieten/ soma ontstaat, overgebracht naar het initeel segment? Er kunnen 2 soorten prikkels ontstaan t.h.v. postsynaptische membraan: - exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP) - inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP) Spatiale summatie: 1 enkele EPSP kan geen actiepotentiaal opwekken t.h.v. initieel axonsegment summatie nodig van verschillende EPSPs Temporale summatie: ontstaat als de EPSPs snel elkaar opvolgen, kan aanleiding geven tot genereren van een actiepotentiaal Welke factoren beïnvloeden de mate waarin de dendriet de actiepotentiaal naar initieel segment kan overbrengen? - - weerstand van de dendritische membraan weerstand binnen de dendriet: hoe hoger, hoe meer ionen naar buiten kunnen worden geforceerd doorheen het membraan dikkere dendrieten zijn in staat om meer stroomgeleiding naar het soma door te laten dan dunnere dendrieten weerstand buiten de dendriet p.29 – 30 Dendrieten en soma van neuronen beschikken over voltagegevoelige ionkanalen die de signaaloverdracht kunnen versterken door het genereren van een additionele stroom naar het initieel segment van het axon toe. Dendrieten: vooral voltagevoelige Ca2+ kanalen Soma: vooral voltagegevoelige Na+ kanalen Het electroencefalogram Door plaatsing van elektroden op de hoofdhuid kan men de elektrische activiteit van de hersenen registreren. Monopolaire opnames: men meet het potentiaalverschil tss een meetelektrode op de schedel en de referentie-elektrode op de oorlel Bipolaire opnames: men meet telkens potentiaalverschillen tss 2 naburige meetelektroden Men neemt enkel de elektrische activiteit waar van de oppervlakkige lagen van de hersencortex, ten gevolge van de postsynaptische potentialen in de apicale dendrieten van de corticale cellen. men meet de dendritische potentialen van de neuronen in de buitenste corticale laag corticale activiteit wordt sterk beïnvloed door de thalamus die diffuus op de cerebrale cortex projecteert, waardoor een synchroon effect bestaat Volgende basisritmes: - rust met ogen dicht: α-ritme = 8-12 Hz - rust met ogen open: β-ritme = > 12 Hz en laag gevolteerd - theta golven = 4-7 Hz - delta golven = < 4 Hz trage golven treden op tijdens bepaalde fasen van de slaap, vooral de diepe slaap + bij wakkere persoon bij onderliggende ziektetoestanden Meten van de geleiding van een perifere zenuw Nodig om de diagnose van een polyneuropathie te kunnen stellen, of om een focaal zenuwletsel op te sporen… Geleidingssnelheid = ∆𝑠(mm) 𝑡2−𝑡1 (msec) Δs = afstand tussen S2 en S1 T1 = latentietijd bij stimulatie S1 T2 = latentietijd bij stimulatie S2 Voorbeeld: motorische zenuwgeleiding: registratie van de MAP Geëvokeerde potentiaal Stimulatie van sensorische receptoren door uitwendige prikkel kleine elektrische potentialen in de overeenkomstige cerebrale cortex Met behulp van de uitmiddelingstechniek kan men de specifieke stimulus van de achtergrondactiviteit onderscheiden onderzoeken zeggen ons iets over de integriteit van de banen die de prikkel geleiden van het sensorgedeelte naar de betreffende cortex VEP = visueel geëvokeerde potentiaal = test de visuele banen van de retina naar de visuele cortex 4. De synaps Algemene aspecten Overdracht van info tss twee neuronen t.h.v. synaps gebeurt m.b.v. chemische boodschappers = neurotransmitters nodig omdat de actiepotentiaal zelf niet in staat is om de synaptische spleet tss twee neuronen te overbruggen zie afbeelding p. 34 Meeste synapsen: - axo-dendritische synaps: axon ene neuron dendrieten ander neuron - axo-somatische synaps: axon ene neuron soma ander neuron - axo-axonisch: axon ene neuron initieel segment ander axon Synaps bestaat uit: - presynaptische membraan (axonuiteinde) eerste neuron - synaptische spleet - postsynaptische membraan tweede neuron Algemene werking: - axonuiteinde: bevat synaptische vesikels waarin neurotransmitter zit - actiepotentiaal bereikt axonuiteinde opening van voltage-gevoelige Ca2+ kanalen influx van Ca2+ vesikels die neurotransmitter bevatten fusioneren met presynaptische membraan neurotransmitter diffundeert door synaptische spleet + bindt reversibel op receptoren t.h.v. postsynaptische membraan van tweede neuron vervolgens wordt neurotransmitter verwijderd door: transportergemedieerde (her)opname ; enzymatische degradatie ; diffusie - fusie vesikel met membraan wordt bewerkstelligd door synaptotagmine (neuron-specifiek fusie-eiwit) 3 types receptoren: - ionotrope receptoren: snelle respons: stimulatie veroorzaakt de opening van een ionkanaal - metabotrope receptoren: tragere respons: stimulatie veroorzaakt wijzigingen in ‘second messengers’ leiden tot wijzigingen in de activiteit van proteïne kinasen + reguleren metabole processen in de cel - autoreceptoren = presynaptisch gelegen receptoren Agonisten: stoffen die de werking van de neurotransmitter nabootsen Antagonisten: stoffen die de werking van de neurotransmitter belemmeren Partiële agonist: substantie die de receptor activeert maar in mindere mate dan de neurotransmitter. Schaarste aan transmitter=agonist ; overmaat=antagonist Vb. zie p. 36 (Her)opname remmers/(re)uptake blokkers: remmen heropname van neurotransmitter Second messengers: - kunnen langduriger wijzigingen in neurale functies uitoefenen op het niveau van de transcriptie door synthese van RNA en eiwitten - CREB= klassieke transcriptie-activator Niet gestimuleerde cellen: CREB niet gefosforyleerd geen transcriptionele activiteit Gestimuleerde cellen: CREB gefosforyleerd transcriptie van versch. eiwitten in gang zetten Acetylcholine (ACh) Cholinerge neuronen: - gebruiken ACh als neurotransmitter - gelokaliseerd in septale nuclei + nucleus basalis van Meynert projecteren naar de hippocampus en de cortex - andere ontstaan in pontomesencefalotegmentaal cholinerg complex projecteren naar de dorsale thalamus en delen van telencefalon ACh: - speelt een belangrijke rol in de intellectuele activiteit, vooral in het geheugen - gesynthetiseerd uit choline en acetyl coenzyme A d.m.v. CAT (cholineacetyltransferase) - activeert in de hersenen de muscarine en nicotine cholinerge receptoren - activiteit wordt beëindigd door het enzym AChE ( acetylcholineesterase) - na binding wordt choline terug opgenomen in het cholinerg neuron via een transporter - stoffen die AChE remmen en dus de postsynaptische cholinerge functie verbeteren, verbeteren dus het geheugen Nicotine receptor: - 5 componenten - binding van ACh veroorzaakt conformatieverandering van receptor Na+ komt binnen in neuron depolarisatie Muscarine receptor: - 5 subtypes: M1-M5 - scopolamine= M1 receptor antagonist geheugenstoornissen Catecholamines Catechol gedeelte ( phenylring met 2 hydroxylgroepen ) + ethylamideketen: dopamine, noradrenaline en adrenaline Dopamine Dopaminerge neuronen zijn gelegen in het mesencefalon: - substantia nigra: axonen hiervan projecteren naar het striatum = nigrostriataal systeem: belangrijk voor controle motoriek - ventrale tegmentale area(VTA): axonen projecteren naar de nucleus accumbens (mesolimbisch systeem) + cerebrale cortex (mesocorticaal systeem) VTA= plezier – of beloningssysteem, betrokken bij verslaving Algemeen: - dopamine wordt gesynthetiseerd uit tyrosine 5 subtypes van dopamine receptoren: D1-like: D1 en D5 stimuleren adenylcyclase(Gs) toename cAMP D2-like: D2, D3 en D4inhiberen “(Gi) afname cAMP Ze zijn G-proteïne gekoppeld! Uitzonderlijk: D2 receptoren aanwezig op presynaptisch membraan die fungeren als autoreceptoren ; moduleren de vrijstelling van dopamine! Noradrenaline Noradrenerge neuronen zijn gelegen in de locus ceruleus in de pons: - bevatten het enzym dopamine beta-hydroxylase zet dopamine om in noradrenaline - neuronen projecteren diffuus naar hersenen en ruggenmerg - noradrenaline bindt op alfa/beta adrenerge receptoren - neuronen reguleren: attentie, opwinding, slaap-waakritme, leren en geheugen, angst, stemming, onderdrukken van inflammatoire reacties en energiemetabolisme 80% van catecholamines wordt via transporter in presynaptisch neuron heropgenomen en gerecycleerd! Enzymen betrokken bij afbraak catecholamines: - MAO(monoamine oxidase): aanwezig in mitochondria : verwijdert de amine-groep - COMT(catechol-O-methyltransferase): methyleert de 3-OH groep op de catecholring Serotonine (5-hydroxytryptamine) Serotonine bevattende neuronen: - liggen in 9 Raphe kernen - projecteren diffuus naar ganse hersenen en het ruggenmerg (zoals noradrenerge neuronen) - Raphe kernen meest actief gedurende lichtperiode als men wakker en actief is - Serotonerge neuronen spelen rol bij regulatie van stemmingen, enotie en slaap Algemeen: - serotonine wordt gegenereerd uit tryptofaan tryptofaan kan men terugvinden in voedsel 13 versch. soorten 5-HT receptoren Glutamaat en aspartaat - exciterende aminozuren van CZS moeilijk van elkaar te onderscheiden neuronen worden glutaminerge neuronen genoemd GLU is afkomstig uit voedsel en mitochondriële conversie van alfaketoglutaraat (Krebscyclus) 6 versch. types GLU-receptoren: - ionotrope: NMDA(N-methyl-D-aspartaat), AMPA en kainaat receptoren activatie verhoogt Na+ instroom EPSPs MAAR NMDA en AMPA laten ook Ca2+ naar binnen! NMDA receptor: complexe receptor met versch. modulerende sites en in rust geblokkeerd door Mg2+ GLU bindt op receptor Mg2+ blokkade wordt opgeheven Na+ en Ca2+ komen naar binnen - metabotrope: 3 types van mGLU receptoren 2 transportsystemen die GLU uit synaptische spleet verwijderen: - beide zijn Na+-afhankelijk - EAAT1(Excitatory Amino Acid Transporter): ligt op neuronen: recycleert GLU naar de vesikels - EAAT2: ligt op astrocyten BELANGRIJK: astrocyten zetten glutamaat om in glutamine kan door presynaptisch neuron opgenomen worden en terug omgezet in glutamaat Excitotoxiciteit: - overmatige stimulatie van glutamaatreceptoren leidt tot dit - verhoogde instroom Ca2+ afsterven van cel door activatie van Ca2+afhankelijke katabole enzymen, irreversibele beschadiging van mitochondria en het cytoskelet - acuut: cerebrale hypoxie en ischemie: treden op door falen van de Na+/K+ pomp massieve depolarisatie van de neuronen opening van voltage-gated Ca2+ kanalen en vrijstelling van GLU met additionele depolarisatie en instroom van Ca2+ - chronisch: pathofysiologisch onderdeel van bepaalde neurodegeneratieve ziekten: vb. ALS: motorneuronen sterven geleidelijk af, doordat er een reductie is van EAAT2 GLU onvoldoende snel uit synaptische spleet weggehaald teveel en te lang GLU in spleet GABA (gamma aminoboterzuur) - belangrijkste inhiberende neurotransmitter in het CZS gevormd door decarboxylatie van GLU door het enzym glutaminezuur decarboxylase wordt uit synaptische spleet weggehaald via presynaptisch neuronaal en astrocytair transportsysteem in astrocyten wordt GABA omgezet tot glutamine 2 types GABA receptoren: - GABA-A: ligand gebonden Cl- kanaal: activatie veroorzaakt influx van Cl- IPSPs Influx wordt gefaciliteerd door andere bindingssites: Benzodiazepines: verhogen de frequentie van het openen van Cl-kanaal Barbituraten: verhogen de duur van de opening van Cl- kanaal Alcohol - GABA-B: G-proteïne gekoppeld mechanisme verhoogde transmembranaire doorstroom van K+ IPSPs Neuropeptiden - - - versch. neuropeptiden: opioiden(enkephalines, beta-endorfine), gastrointestinale peptiden(cholecystokinine, substance P), hypothalamische-hypofysaire(somatostatine, TRH) verpakt in vesikels en vaak met andere neurotransmitter gecolokaliseerd in hetzelfde neuron vrijstelling van peptide gebeurt slechts bij stimulatiefrequenties die hoger zijn dan deze nodig om de klassieke neurotransmitter vrij te stellen peptiden gesynthetiseerd als grote pre-propeptiden in ER + verpakt in vesikels om terminale axon te bereiken via axonaal transport tijdens vervoer wordt in vesikel de prepropeptide posttranslationeel gewijzigd door proteasen + andere enzymen wijzigen de peptide structuur dan worden peptiden via exocytose in synaptische spleet gebracht en meteen ook verwijderd via diffusie MAAR dit is een traag proces peptide blijft langer actief in synaps niet gerecycleerd maar gedegradeerd door proteasen kunnen reageren met specifieke peptide receptoren, gelegen op postsynaptische membraan peptide kan soms werking van klassieke neurotransmitter modificeren peptide wordt dan modulator van de actie van de klassieke neurotransmitter met wie ze samen is vrijgesteld De neuromusculaire overgang - - - - grijpt plaats t.h.v. de motorische eindplaat (overgang tss axonuiteinde van een perifeer motorneuron en de spiervezel) actiepotentiaal bereikt axonuiteinde instroom van Ca2+ via presynaptische Ca2+ kanalen die gelokaliseerd zijn in actieve zones + gekoppeld zijn aan eiwitcomponenten van de neuro-exocytototische machinerie: SNARE-proteïnen (syntaxin), SNAP 25 en synaptobrevin veroorzaakt afgifte van de inhoud van 25-100 vesikels (afhankelijk van spiertype en leeftijd). Elk vesikel bevat 6000 – 10 000 ACh ACh zal postsynaptische ACh-receptor (AChR) in spiercelmembraan stimuleren: Binding ACh aan AChR veroorzaakt opening van kanaalporie, waardoor ionen in spiercel stromen. Na+ kan makkelijk doorheen kanaal: Na+ kan zich goed verplaatsen doorheen post-synaptische cel omwille van grote elektrochemische gradiënt. K+: gradiënt minder groot, dus K+ zal zich uit cel verplaatsen totaal netto flux van positieve ionen richting post-synaptische cel die depolariseert eindplaatpotentiaal (EPP) amplitude van EPP overschrijdt een drempelwaarde spiervezelactiepotentiaal wordt opgewekt Bevorderen dit proces: 3d-structuur van postsynaptische plooien + aanwezigheid van Na+ kanalen in hoge dichtheid op bodem van plooien vervolgens loopt actiepotentiaal over de spiervezel vezelcontractie neuromusculaire overgang = betrouwbare synaps = elke zenuwimpuls resulteert in spiervezelcontractie robuustheid ontstaat door 2 tot 5 x meer ACh af te geven dan noodzakelijk amplitude van de EPP overschrijdt sowieso drempelwaarde! ACh wordt intussen in synapsspleet afgebroken door acetylcholinesterase waardoor het systeem terug klaargemaakt wordt voor een nieuwe prikkeling Vanuit het zenuwuiteinde vindt ook spontane afgifte plaats van ACh uit individuele vesikels miniatuur eindplaatpotentiaal (MEPP) Deze wekken geen spieractiepotentiaal op, want ze zijn veel te klein! 5. De neuronale micro-omgeving in het CZS Samenstelling extracellulair vocht van CZS fluctueert met neurale activiteit. Wijzigingen in de samenstelling kan werking zenuwstelsel beïnvloeden. nauwgezette controle van samenstelling is aanwezig. 3 belangrijke elementen spelen hierin een rol: cerebrospinaal vocht, bloedhersenbarrière en astrocyten Cerebrospinaal vocht (CSV) Hersenen bevatten ventrikels (holtes) die zich verder zetten als een centraal kanaal in het ruggenmerg. Zij bevatten CSV gaat via openingen in 4de ventrikel naar subarachnoidale ruimte. Plexus choroideus: - gevasculariseerde structuur gelegen in de ventrikels - bevat relatief doorlaatbare capillairen - epitheelcellen van plexus choroideus zijn d.m.v. tight junctions verbonden vormen effectieve barrière tegen vrije diffusie van substanties uit de extracellulaire ruimte rond deze capillairen en het CSV = bloed-CSV barrière - choroidale epitheelcellen secreteren het CSV als een ultrafiltraat van het plasma - CSV: bevat lagere concentraties aan K+ dan plasma + bevat praktisch geen eiwit - essentiële voedingsbestanddelen moeten via selectieve transportsystemen worden vervoerd zorgt ervoor dat de concentraties van ionen in het CSV behouden blijven ondanks wijzigingen van de ionenconcentraties in het plasma. Hersenen/ruggenmerg zijn omgeven door vliezen: - dura mater: vast aan binnenkant schedel: vormt veneuze sinussen die veneus bloed uit de hersenen draineren - pia mater: loopt over de hersenen en volgt de gyri - arachnoidea: tussen beide Subarachnoidale ruimte: ruimte tss pia mater en arachnoidea: vormt vochtkussen tss hersenen/ruggenmerg en schedel/wervelzuil Arachnoidale granulaties: - speciale uitstulpingen van de arachnoidea, puilen uit in veneuze sinussen - CSV wordt door granulaties geabsorbeerd en in bloedbaan gebracht - werken als drukgevoelige 1-richting klep systemen veneus bloed kan niet in CSV terechtkomen Intracraniële druk stijgt boven 70 mm H2O absorptie MAAR vorming CSV NIET afhankelijk van intracraniële druk! Absorptie kan verstoord worden communicerende hydrocefalie OF niet-communicerende hydrocefalie (gevolg van obstructie ventrikelsysteem) Totaal volume CSZ = 150 ml CSV: - - beschermen van hersenen/ruggenmerg tegen bruuske bewegingen en trauma vormen van het extracellulair vocht dat essentieel is voor het goed functioneren van het CZS communicatie met extracellulaire ruimte via 2 wegen: piale-gliale membraan ependymcellen die de ventrikels aflijnen: zitten niet nauw aan elkaar vast macromoleculen en ionen kunnen er makkelijk doorheen extracellulair vocht heeft dezelfde samenstelling als CSV CSV wordt onderzocht door lumbaalpunctie = onder 3de lumbale wervel wordt een naald in het wervelkanaal gestoken + druk in arachnoïdale ruimte bepalen (4 tot 12 mm Hg) Bloed-hersenbarrière - - - vormt een fysische barrière tegen de diffusie van stoffen uit het bloed naar het CZS beschikt over een selectieve set van regulerende transportmechanismen voor bepaalde organische stoffen ANDERS: bloed-hersenbarrière stabiliseert en beschermt de neuronale micro-omgeving door noodzakelijke stoffen door te laten en te verhinderen dat stoffen die ofwel schadelijk zijn ofwel de werking van CZS verstoren niet worden doorgelaten endotheelcellen van capillairen zijn aan elkaar verbonden met tightjunctions, die voorkomen dat wateroplosbare ionen en moleculen via paracellulaire openingen in CZS terechtkomen + hebben dikke basale membraan + nauw omgeven door astrocytaire eindvoetjes water kan vrij doorheen barrière omdat waterkanalen aanwezig zijn in endotheelcellen hydrofiele substanties geraken er zeer moeilijk door makkelijk doorheen barrière: O2 en CO2, lipofiele stoffen (ethanol, cafeïne, nicotine, heroïne, steroïden en geslachtshormonen) nog makkelijk doorheen barrière: stoffen die via specifiek transportsysteem worden overgebracht (glucose, aminozuren,…) ziekten van CZS behandelen? Stoffen moeten doorheen barrière kunnen! Circumventriculaire organen: plaatsen die geen bloed-hersenbarrière hebben en rond het ventrikelsysteem gelegen zijn: plexus choroideus en andere… neuronen worden op deze plaatsen rechtstreeks blootgesteld aan bestanddelen van het bloed ze maken onderdeel uit van een soort neuroendocrien controlesysteem: area postrema: braakcentrum eminentia media: capillairen die releasing hormonen oppikken voor transport naar adenohypofyse organum vasculosum laminae terminales: cytokines uit de bloedbaan beïnvloeden de lichaamstemperatuur bij koorts De astrocyten Functies: - - - bevatten het glycogeen van het CZS gemetaboliseerd tot lactaat lactaat wordt in extracellulaire ruimte gebracht en opgenomen door neuronen en axonen als bron van ENERGIE regelen de K+ concentratie in de extracellulaire ruimte: Tijdens repolarisatiefase van actiepotentiaal K+ in extracellulaire ruimte astrocyten verwijderen deze via K+ kanalen, Na+-K+-pomp en Na+-K+-Cl- cotransporter Astrocyten zijn aan elkaar gekoppeld via gap-junctions kleine moleculen en ionen zijn uitwisselbaar tss astrocyten onderling Vb. K+ wordt opgenomen door astrocyt in omgeving met hoge K+ concentratie gap junctions vervoeren de K+ naar astrocyt die ligt in omgeving met lage K+ concentratie en wordt daar uitgescheiden nemen neurotransmitters op uit synaptische spleet die ze metaboliseren en gebruiken om nieuwe neurotransmitters te synthetiseren rol in vorming van synapsen neurovasculaire koppeling: verhoogde neuronale activiteit verhoogde bloedvoorziening t.h.v. synaps Toepassing Functionele MRI Verhoging van activiteit in een bepaald gebied van de hersenen sterkere doorbloeding van deze gebieden + meer zuurstof aangevoerd (oxyhemoglobine) Oxyhemoglobine heeft andere paramagnetische eigenschappen dan desoxyhemoglobine fMRI-detectoren meten verhouding tss oxy- en desoxyhemoglobine = BOLD = Blood Oxygenation Level Dependent-effect toename in verhouding veroorzaakt verhoogde intensiteit in de betrokken hersengebieden Cerebraal oedeem Vasogeen cerebraal oedeem: - t.g.v. verstoring bloed-hersenbarrière, want endotheliale tightjunctions functioneren niet meer voldoende plasmabestanddelen komen in CZS terecht water komt mee hoopt zich op in de witte stof tss de vezelbanen - zien we bij tumoren, trauma, ischemie en hypertensieve encefalopathie Cytotoxisch cerebraal oedeem: - bloed-hersenbarrière intact, maar Na+-K+-pomp in membraan van astrocyten werkt slecht astrocyten laten Na+ en water binnen zwellen op in zowel de grijze als witte stof - zien we bij vroegtijdige ischemie, hypoxie en metabole encefalopathieën Osmotisch cerebraal oedeem: - NORMAAL: osmolaliteit CZS is lager dan dat van plasma - HIER: osmolaliteit van plasma daalt (vb excessieve inname van water,…) zal osmolaliteit relatief toenemen t.o.v. deze van het plasma water wordt in CZS getrokken Interstitieel cerebraal oedeem: - ziet men bij obstructieve hydrocefalie - ontstaat door een verbreking van de CSV-hersenbarrière CSV treedt door ependymcellen van ventrikels spreidt zich lokaal in extracellulaire ruimte van witte stof rond ventrikels Neurotrofe factoren = polypeptiden die de groei, differentiatie en overleving van neuronale cellen ondersteunen NGF (Nerve Growth Factor): - behoort tot de familie van de neurotrophines - wordt gesecreteerd door de doelwitcellen - bindt op specifieke tyrosine kinase receptoren (TrKA) - wordt geïnternaliseerd en via retrograad transport naar kern vervoerd - van belang voor overleving van orthosympatische en sensorische neuronen BDNF (Brain Derived growth factor): - neurotrophine - van belang voor overleving van neuronen in CZS en PZS - geproduceerd door astrocyten - belangrijke rol in synaptische plasticiteit IGF-1 (Insulin-like Growth Factor-1): - pleiotrofe neurotrofe factor - van belang voor differentiatie en overleving van oligodendrocyten + induceert myelinisatie + van belang voor overleving perifere motorneuronen 6. Circulatie en intracraniele druk Cerebrale circulatie Cerebrale bloedvoorziening wordt verzorgd door arteria carotis interna en arteria basilaris! staan met elkaar in verbinding door de circulus van Willis Normaal: 150 ml bloed binnen schedel (vooral veneus) hersenen gebruiken bijna 20% van totale zuurstofgebruik van het lichaam adequate zuurstof voorziening nodig CBF (cerebral blood flow) = 50 ml/100g/min (gemiddelde van grijze stof (80) en witte stof (20) ) CBF is nauw verbonden aan metabole activiteit van hersenen om een adequate levering van zuurstof en substraten te verzekeren = CMRO2 (cerebral metabolic rate of oxygen) = 3,5 ml/100g/min MAP= mean arteriële bloeddruk: - hersenen zorgen voor autoregulatie van deze druk mechanisme houdt CBF constant tss MAPs van 60 tot 130 mmHg belangrijk omdat cerebrale functies afhangen van een constant zuurstofaanbod en niet mogen blootgesteld worden aan verminderde CBF die veroorzaakt wordt door een daling van de arteriële bloeddruk - MAP < 60 mmHg CBF vermindert verminderde neurologische functies en verlaagd bewustzijn - MAP > 130 mmHg CBF en druk binnen cerebrale microcirculatie stijgen endotheelschade en verstoring van de bloed-hersenbarrière vasogeen oedeem Cerebrale perfusiedruk(CPP) = MAP – ICD Omdat de cerebrale circulatie zich binnen de schedel bevindt, kunnen veranderingen in de ICD significante effecten hebben op de CBF. Gevolgen CPP daalt: - CBF 20-25 ml/100g/min: vertraagde elektrische activiteit van de hersenen - CBF 15 ml/100g/min: elektrische activiteit van de hersenen stopt - CBF < 10 ml/100g/min: falen van de Na+-K+-pomp + afsterven van de neuronen door massieve instroom van Na+ en vervolgens Ca2+ Intracraniële druk(ICD) Hersenweefsel, CSV en bloed zijn niet comprimeerbaar! - normale ICD: 5 – 13 mmHg met minimale cyclische variaties t.g.v. effecten van de bloeddruk en ademhaling druk neemt toe bij persen, niezen en hoesten toename in 1 van de drie niet comprimeerbare componenten moet gecompenseerd worden door afname van volume van 1 of meer van de andere overblijvende componenten ANDERS stijgt de druk = intracraniële hypertensie Men gebruikt de term compliance = dV/dP 7. Veroudering, degeneratie en regeneratie Neuronen regenereren niet als ze verloren gaan. Ze worden niet meer vervangen. Dit is de reden waarom herstel bij hersen- en ruggenmergschade beperkt is. Uitzondering: bulbus olfactorius: wordt constant vernieuwd tijdens volwassen leven door stamcellen. gliale cellen kunnen wel delen en vervangen worden! Verouderen, neurodegeneratie en plasticiteit Met het ouder worden gaan neuronen verloren. Het zenuwstelsel beschikt over een grote reservecapaciteit + klinische manifestaties treden pas op als een drempel overschreden wordt. (bij Parkinson zijn al 80% van de neuronen in de substantia nigra verloren gegaan alvorens er symptomen optreden) Twee mechanismen die compenseren voor het neuronverlies: - dendritische plasticiteit: groei van de dendrietenboom van overlevende neuronen - reactieve synaptogenese: neuronen sterven af/worden vernietigd doelwitcellen blijven achter met verminderd aantal synapsen. Soms zullen nabijgelegen overgebleven neuronen nieuwe synaptische contacten maken om dit verlies te corrigeren belangrijke factor voor functioneel herstel na hersenschade Omgevingsfactoren beïnvloeden dit mechanisme: Men brengt ratten eerst in een omgeving zonder stimuli en daarna in een omgeving met enorm veel stimuli in stimulerende omgeving zal reactieve synaptogenese optreden! Neurodegeneratieve ziekten: aandoeningen waarbij bepaalde groepen van neuronen progressief afsterven. Vb. ziekte van Alzheimer, Parkinson, ALS,… Axonale schade Axonen hebben eigen mitochondria (energievoorziening) maar ze kunnen geen eiwitten aanmaken niet in staat om te overleven zonder contact met het cellichaam. Karakteristiek patroon bij doorsnijden axon PZS/CZS: - degeneratie van synaptische uiteinden distaal van het letsel - Walleriaanse degeneratie (belangrijkste): distaal segment axon degenereert traag over een periode van versch. weken. Uiteindelijk wordt het distaal segment vernietigd en verwijderd door microglia - Degeneratie van de myeline bij gemyeliniseerde axonen. Schwann cellen en oligodendrocyten(vormen myeline) overleven dit proces Schwann cellen delen onmiddellijk en synthetiseren trofische stoffen belangrijk voor de regeneratie - wegvoeren van vernietigd weefsel door microglia en macrofagen - chromatolyse: nucleus zwelt op ER gaat naar periferie van cel Dit is reversibel als het neuron overleeft ! - retrograde transneurale degeneratie: neuronen die synaptisch verbonden zijn met beschadigde neuronen kunnen beschadigd geraken - anterograde transneurale degeneratie: axonen van CZS kunnen niet regenereren. PZS: axonen kunnen wel terug aan elkaar groeien en regenereren! komt doordat in CZS de omgeving rond het axon belemmert dat deze regenereren. Vb. oligodendrocyten en hun myeline bevatten een oppervlakkig molecule, MAG (myeline geassocieerd glycoproteïne), dat de groei van axonen inhibeert! 8. Autonoom zenuwstelsel - - regelt samen met hormonale stelsel de vegetatieve functies van het lichaam het beïnvloedt alle weefsels en organen van ons lichaam onderscheidt zich van somatische zenuwstelsel doordat het grotendeels buiten invloed is van onze wil twee systemen: PS (parasympatisch): regeling van anabole functies OS (orthosympatisch): regeling van katabole functies twee delen: centraal: verweven met het somatische zenuwstelsel. Primair centrum bevindt zich in de hypothalamus! perifeer: efferente verbindingen met de perifere weefsels en organen secundaire centra: PS: deels in hersenstam, deels in sacrale ruggenmerg (S2-S4) OS: zijhoorn van het thoracolumbaal ruggenmerg (T1-L3) vanuit deze centra ontspringen de perifere neuronen! Het gaat steeds om twee in serie geschakelde perifere neuronen: preganglionaire op postganglionaire neuronen. Overschakeling vindt plaats in ganglia! Het PS - - - craniale vezels bereiken de perifere organen uit de hersenstam met de hersenzenuwen, sacrale vezels met de sacrale wortels vezels verlaten de hersenstam m.b.v.: n.oculomotorius(III): innervatie van sfincter pupillae n.glossopharyngeus(IX): parotisklier n.facialis(VII): andere speekselklieren + traanklier n.vagus(X): grootste deel borst en buikorganen, maar NIET laatste deel dikke darm! preganglionaire vezels zijn lang eindigen vlakbij of zelfs in het te innerveren orgaan schakelen in ganglion over op korte postganglionaire vezels convergentie en divergentie: verscheidene preganglionaire vezels synapteren met 1 postganglionair neuron, terwijl 1 preganglionaire vezel zich vertakt en synapteert met verschillende postganglionaire neuronen sacrale deel: blaas, geslachtsorganen, laatste deel dikke darm en rectum worden verzorgd preganglionaire vezels zijn ook lang en postganglionaire zeer kort Ach wordt afgebroken door Ach esterase. Deze afbraak gebeurt snel! Het OS - - - - de uit de zijhoorns van het thoracolumbale ruggenmerg ontspringende vezels verlaten dit met de voorwortels dan afsplitsen van voorwortel om OS keten te bereiken via ramus communicans albus. Os keten = een aan weerszijden van de wervelkolom gelegen keten van OS paravertebrale ganglia hier schakelen meest preganglionaire B vezels over op postganglionaire dunne, mergloze C vezels vezels verlaten de grensstreng als ramus communicans griseus die zich weer bij de spinale zenuw voegt vervolgens splitsen ze zich af van de spinale zenuw naar versch. effectororganen preganglionaire vezels zijn kort en postgangionaire lang overschakeling in een keten kan plaatsvinden in het ganglion van binnenkomst, hoger gelegen/lager gelegen ganglion paravertebrale keten is langer dan met de uittreedplaatsen uit het ruggenmerg overeenkomt niet alle preganglionaire vezels schakelen over in de paravertebrale keten! deel dat buikorganen verzorgt, passeert zonder overschakeling de keten en schakelt in ongepaarde prevertebrale ganglia over op de postganglionaire vezels bijniermerg is onderdeel van OS: hiernaartoe passeren de preganglionaire vezels de paravertebrale keten zonder over te schakelen, zodat de innerverende vezels preganglionair zijn prikkeling van bijniermerg vindt plaats d.m.v. acetylcholine Bijniermerg zelf is te beschouwen als een OS ganglion, waarbij de kliercellen gemodificeerde postganglionaire neuronen zijn - innervatie van eccriene zweetklieren is speciaal: hoewel de vezels uit de paravertebrale keten afkomstig zijn scheiden ze geen noradrenaline af maar acetylcholine geen noradrenaline, want dit zou in de huid een vaatvernauwing teweegbrengen, huiddoorbloeding stopzetten en dus zweetproductie onmogelijk maken! Anders dan bij de PS postganglionaire neuronen: - contact tss vezeluiteinden van postganglionaire OS neuronen en doelcellen is veel minder direct. Ze bevatten vertakte uiteinden met verdikkingen (varicositeiten) waaruit noradrenaline wordt afgescheiden varicositeiten bevatten op celmembraan presynaptische receptoren die affiniteit vertonen voor noradrenaline + verdere afscheiding van noradrenaline afremmen - er is voor noradrenaline geen uniek mechanisme om de transmitter onwerkzaam te maken. Het belangrijkste is re-uptake door het producerende neuron. Intracellulair zijn er 2 degraderende enzymen: MAO (monoamine-oxidase): in membraan van mitochondria in adrenerge zenuwuiteinden COMT (catechol-O-methyltransferase): in cytoplasma van gladde spiercellen en levercellen De varicositeiten bevatten zelf de enzymen niet + resorptie/afbraak verloopt niet snel noradrenaline kan zich geleidelijk doorheen effectorweefsel verspreiden en zijn werking blijven uitoefenen zolang het ter plaatse is! Door trage eliminatie van catecholamines kan het effect van OS prikkeling zich verspreiden en relatief lang aanhouden PS prikkeling is alleen lokaal en eindigt van zodra de impulsstroom langs de postganglionaire vezel stopt BELANGRIJK, want wanneer mens/dier in een levensbedreigende situatie komt, kan er onmiddellijk van een PS op een gegeneraliseerde OS toestand worden overgegaan: fight or flight respons ! In de pre- en paravertebrale ganglia is er ook sprake van een uitgebreide convergentie en divergentie. Preganglionaire vezels convergeren op postganglionaire neuronen ; collateralen van preganglionaire vezels divergeren naar vele postganglionaire neuronen! P.68 – 69 in boek.
