Samenvatting alle casussen psychomedische problemen
13 views 1 purchase
Course
Cluster Psychomedische problemen (GEN3004)
Institution
Maastricht University (UM)
In dit document zijn alle casussen behandeld van cluster psychomedische problemen van geneeskunde. Aan het eind van het blok heb ik het neurobiologie tentamen afgesloten met een Excellent (>90% score), daarnaast heb je een mondeling waar ik een Goed (8) voor had. De informatie komt uit Bear + Si...
GEN3004 – Casus 1
ALGEMENE VOORBEREIDING NEUROBIOLOGIE T.B.V. ALLE CASUISTIEK
1. Principes van chemische neurotransmissie
Chemische neurotransmissie berust op de neurotransmitters.
We hebben veel neurotransmitters, maar de 6 belangrijkste systemen zijn:
serotonine (5-HT), noradrenaline, dopamine, glutamaat, gamma-aminobutyrischzuur
(GABA), acetylcholine (ACh). We hebben ook neuromodulatoren, en andere
neurotransmitters zoals histamine, en neuropeptides.
Mono-amines zijn neurotransmitters zoals Dopamine, Serotonine, Noradrenaline.
Daarnaast hebben we de aminozuren, zoals glutamaat en aspartaat (stimulerend);
en GABA en Glycine (remmend)
Excitatie-contractie koppeling
Deze NT worden gevormd in de presynaps (behalve peptide hormonen, in soma) en
worden in kleine blaasjes opgeslagen. Zodra een actiepotentiaal vanuit het axon de
VGSC opent en depolarisatie de presynaps bereikt zullen voltage-gated calcium
channels (VGCC) opengaan en zal calcium de cel instromen. Hierdoor krijg je
exocytose van de blaasjes: de NT-blaasjes smelten samen met het membraan aan
de zogenaamde action zone, en ze komen in de smalle synapsspleet tussen pre- en
postsynaps. Hier hechten de neurotransmitter moleculen zich aan de receptoren van
het post synaptisch neuron. De presynaps heeft ook een aantal receptoren die
zorgen voor feedbackmechanismen die helpen met ondersteunen van
neurotransmittersynthese en -release. Ook heeft het presynaptische membraan
transporters voor NT deze kunnen zorgen voor recycling van de NT. Excitatie-
secretie koppeling is dus het snelle proces tussen elektrisch signaal en chemisch
event.
Neurotransmissie: Klassiek, Retrograad en Volume
Klassieke neurotransmissie begint met een elektrische impuls die via het axon
aankomt. Deze bereiken de synaps, in deze synaps wordt de elektrische impuls
omgezet in een chemische. Hierdoor is er contact tussen neuron A en B. Het proces
van elektrisch naar chemisch signaal noemen we excitatie-secretie koppeling, dit is
fase 1 van neurotransmissie. Dit komt voornamelijk voor van presynaps naar
postsynaps. Hierna gaat het signaal verder door het chemische signaal om te zetten
in een elektrisch signaal of door de activatie van meer chemische processen in de
cel waardoor het neuron een andere moleculaire en genetische functie krijgt. We
kunnen verder ook Retrograde transmissie hebben, dit zijn neuronen die terug
kunnen “praten”. Dit gaat via retrograde neurotransmissie van post-synaps naar pre-
synaps. De meest bekende vorm van retrograde NT zijn de endocannabinoiden
(EC), deze worden gemaakt op de post-synaps. Hier worden ze losgelaten en
kunnen ze naar de CB1 gaan op de presynaps. Andere retrograde neurotransmissie
kan gaan via NO, dit wordt gemaakt op de postsynaps en gaat op de presynaps
werken door cGMP (cyclisch guanine monofosfaat) te activeren. Wat het doel is van
retrograde amnesie is nog niet bekend.
We hebben ook een Volume neurotransmissie vorm, hierbij is er geen synaps nodig.
Chemische signalen van een bepaald neuron kunnen naar verre plekken gaan via
diffusie. Dus dan kan je op plekken waar de juiste receptor zit binnen diffusie radius
een activatie krijgen. Het brein is dus een complexe chemische soep.
Dit is belangrijk om te onthouden omdat medicatie niet op 1 receptor aangrijpt, maar
op het gehele systeem. Een goed voorbeeld hiervan is dopamine in de PFC. Er zijn
weinig DAT die zorgen voor heropname van dopamine. Maar dit is anders in het
,striatum waar er veel van deze zitten. In de PFC kan dopamine daarom diffunderen
door de gehele cortex, dit zal zorgen voor dopamine activatie ook op plekken waar
geen synaps zit. Dus het is goed om te weten dat niet alle chemische
neurotransmissie voorkomt op plekken met een synaps.
2. Signaaltransductie cascades
Signaaltransductie cascades worden gestart door chemische neurotransmissie en
hebben veel moleculen, startend met een first messenger, en daarna door naar een
tweede, derde en vierde (soms nog meer). Het initiële event komt voor in minder dan
een seconde, maar de lang-termijn consequenties worden gereguleerd door
messengers die verderop in de cascade zitten duren uren tot dagen, maar kunnen
dagenlang duren of het gehele neuron leven.
We hebben vier belangrijke transductie cascades die het bericht van een
extracellulaire first messenger naar een intracellulaire 2nd messenger brengen: de
G-proteine gelinkte systemen, ion-kanaal gelinkte-systemen, hormoon gelinkte
systemen en neurotrofine gelinkte systemen. Er zijn veel chemische messengers
voor elk van deze 4 kritieke signaaltransductie cascades: het G-eiwit gelinkte en ion-
kanaal gelinkte werken via neurotransmitters. Veel psychotropische drugs hebben
een target in een van deze signaaltransductie cascades.
- In de G-eiwit-gelinkte systemen, is de 2nd messenger een chemisch
signaal.
- In het ion-kanaal-gelinkte systeem, is de 2nd messenger een ion
bijvoorbeeld calcium.
- Hormoon systemen, binden met een hormoon en de 2nd messenger wordt
dan gevormd als het hormoon gebonden is aan een hormoon-nucleair
receptor complex.
- Neurotrofines hebben een complexe set met 2nd messengers. Zoals
eiwitten die kinase enzymen zijn met complexe namen.
G-eiwit gekoppelde receptoren zijn een goed voorbeeld. Hier zie je dat er transductie
van extracellulaire NT is naar intracellulaire 2nd messenger. Dit gaat via de 1 e-
messenger NT, deze bindt aan de G-gekoppelde eiwit receptor die 7 transmembraan
regios hebben. Dit G-eiwit zal dan moeten kunnen binden met zijn transmembraan
deel aan een enzymsysteem, die een 2nd messenger kan maken. In dit voorbeeld is
adenylate cyclase het enzym kan ervoor, wat bindt aan het G-eiwit bij activatie door
1st messenger. Dit enzym zal ervoor zorgen dat cAMP geactiveerd wordt. cAMP is
de 2nd messenger wat intracellulaire processen kan aanzetten, of fosforylatie kan
faciliteren en meer. Dit noemen we dan de derde messenger, dit kan ook een kinase
zijn die wordt geactiveerd door de cAMP. Als 4 cAMP is gebonden aan 2 inactieve
kinases worden ze actief, normaal zijn de kinases een dimeer, maar na activatie
worden de kinases monomeren.
3. De rol van epigenetica
Epigenetica loopt parallel aan de genetica, en het bepaalt of een gen gemaakt wordt
in een specifiek RNA of eiwit, of dat het silenced is. Neurotransmissie, genen,
medicatie en omgeving reguleren allemaal welke genen tot expressie komen en
welke stil zijn. Epigenetica kan genen uit en aanzetten door de structuur van een
chromatine in de cel nucleus aan of uit te zetten. Het karakter van een cel wordt
bepaald door een chromatine, wat bestaat uit nucleomen. Een Nucleoom zijn acht
eiwitten de histonen waaromheen het DNA zit. Wanneer een gen afgelezen moet
worden dan kan je de chromatine aanpassen, zodat het afgelezen wordt. Dit wordt
,gedaan door methylatie, acetylatie, fosforylatie, en andere processen wat
gereguleerd wordt door neurotransmissie, medicatie en omgeving.
Wat een neuron voor functie krijgt is bepaald door het initiele epigenetische patroon.
Maar er wordt nu gedacht dat neuronen reageren op alteraties de novo van het
epigenoom. Afhankelijk wat er met een neuron gebeurt tijdens zijn leven
(kindermishandeling, stress, dieet tekorten), kan een neuron die voorheen silenced
was nu actief worden. Dit is positief voor leren, maar kan negatief zijn voor
verslaving of abnormaal leren zoals het ontwikkelen van angst of een chronische pijn
conditie. Een manier waarop deze ontwikkeling kan gaat via de novo DNA methylatie
door een DNMT-enzym die we kennen als DNMT2 of DNMT3.
4. Transporters, receptoren en enzymen als targets voor psychofarmaca
Transport gaat over membranen, een membraan houdt het interne milieu constant.
We hebben 5 verschillende moleculaire targets voor de medicatie. Dit zijn de
twaalfmembraan transporters, deze gaan 12x in en uit het membraan. Sommige zijn
presynaptisch en andere op glia membranen. Je hebt 2 subklassen: de SLC6 familie
(voor 5-HT, noradrenaline en dopamine), de ander is de hoge affiniteit glutamaat
transporters de SLC1 familie. Verder hebben we de 7-transmembraan receptor
welke G-eiwit gelinked is. Dan hebben we enzymen die getarget kunnen worden, de
4-transmembraan Ion kanalen, en de 6 transmembraan voltage gated channels.
We hebben presynaptische monoamine transporters dit zijn de SERT, NET, en DAT.
Deze zijn voor achter een volgend 5-HT, NA, en Dopamine. Ze zijn allemaal
onderdeel van de SLC6 familie.
Dan heb je de neuronale en glia GABA en aminozuur transporters, deze zijn ook
onderdeel van de SLC6 familie. Dit zijn de GABA1-4 transporters en de Glycine 1 en
2 transporters. Dan heb je de excitatoire aminozuur transporters 1-5 deze zijn voor
glutamaat en aspartaat en zijn onderdeel van de SLC1 familie.
Hiernaast hebben we ook intracellulaire synaptische blaasjes transporters: dit is de
SLC18 gen familie en bestaat uit de VMAT voor 5-HT, dopamine, NA, en histamine
en de VAChT voor acetylcholine. Dan heb je ook nog de vesicular inhibitory amino
acid transporters (VIAATs) deze komen uit de SLC32 familie; en als laatst heb je de
vesicular glutamate transporters zoals de vGluT1-3.
5. Neurotransmitter transporters als targets voor psychofarmaca
De SLC6 familie is voor de mono-amines, deze gebruiken unieke presynaptische
transporters (SERT, NET, DAT, GAT, GlyT, EAAT). Nadat 5-HT, dopamine en NA
door hun respectievelijke transporter in het neuron zijn, zullen ze door de VMAT2
blaasjes getransporteerd worden. Er zijn ook andere substraten zoals amfetamine,
dopamine en NA kunnen welke ook kunnen binden aan andere transporters. Ze
komen de cel in door het gebruik van energie, dit wordt gegeven door natrium langs
de concentratie gradiënt te transporteren en dan de monoamine tegen de
concentratie in te pompen. Soms kan dit ook samen gaan met de co-transport van
Chloride of countertransport van kalium. Op de transporters zitten bindingsplekken,
hier kunnen medicatie binden, zoals de SSRIs (selectieve serotonine opname
remmers) en andere stoffen die depressie kunnen behandelen. Wanneer ze binden
aan de transporter zullen ze de opname van mono-amines stoppen. De medicatie
bindt niet aan de substraat plek, en gaan niet in het neuron zelf maar ze zijn
allosterisch. Wanneer een medicijn bindt aan een inhibitoire allosterische plek, zoals
het medicijn fluoxetine (SSRI), zal dit de affiniteit van de SERT verlagen voor
serotonine. Het blokkeren van deze transporter heeft een enorme impact op
, neurotransmissie op elke synaps die de NT gebruikt. Hierdoor neemt de hoeveelheid
NT toe in de synaps spleet. Dus door het blokkeren van transporters neemt de
heropname af, en krijg je meer of een normale hoeveelheid substraat in de
synapsspleet.
Histamine heeft geen eigen opname transporter presynaptisch, maar zou worden
afgebroken door enzymen.
Verder heb je ook VMATs deze transporteren de NT in de vescicles waarin ze
worden opgeslagen. Ze komen in deze blaasjes door een proton ATPase, ook wel
een proton pomp die energie gebruikt om positief geladen ionen uit het blaasje te
pompen. Hierdoor kunnen de NT tegen de concentratiegradiënt in het blaasje in.
SLC18 familie VMATs kunnen target worden van medicatie, voornamelijk de VMATs
in dopamine neuronen doen dit.
6. G-eiwit gekoppelde receptoren
De G-eiwit gekoppelde receptoren zijn receptoren met een 7-transmembraan
complex. Elk van deze regio clusters heeft een centrale kern die een NT kan binden.
Medicatie kunnen hieraan binden of als een allosterische modulator binden. Dit leidt
tot een grote range aan modificaties die de receptor kan ondergaan zoals: nadoen,
blokkeren; deels of volledig. Dus medicatie kan downstream verbeteren, of
verminderen en dus ook bepaalde eiwitten activeren of inactiveren downstream. De
G-eiwit gekoppelde receptoren zijn betroken bij fysiologische processen: visus,
smaak, reuk, gedrag etc.
G-eiwit gekoppelde receptoren zijn een grote familie aan receptoren die gekoppeld
zijn met veel neurotransmitters en met veel psychotropische medicatie. De Medicatie
heeft veel manieren hoe ze interactie kunnen hebben met G-eiwit-gekoppelde
receptoren het agonist spectrum. De NT kan alle receptoren activeren, terwijl de
psychofarmaca juist heel specifiek kan zijn en op 1 type receptor kan werken.
Agonisten spectrum:
Geen agonist: De afwezigheid van een agonist dat er niks aan de hand is met de
signaaltransductie van de G-eiwit receptoren. We zien constitutieve activiteit, dit is
dat er nog steeds veranderingen zijn in conformatie maar op lage frequentie, dit zal
je zien op plekken met een hoge dichtheid aan receptoren.
- Agonisten: stimuleren receptoren, ze zorgen ervoor dat er een conformatie
verandering is waardoor de 2nd-messenger gesynthethiseerd wordt (op
hoogste snelheid). De volledige agonist is meestal de natuurlijk
voorkomende NT, maar ook sommige medicatie kan dit nadoen. Qua
neurotransmissie zie je dat de gehele downstream transductie aangezet is
door de volledige agonist. Downstream zie je dat er fosforylatie is van
eiwitten, en genen worden maximaal aangetast. Verlies van de agonist
leidt tot verlies van deze gehele transductie. De medicatie kan direct
binden aan de receptor plek (direct-acting), hiernaast heb je ook indirecte
binding wat leidt tot volledige agonist reactie.
- Antagonist: De eigenschappen van een Antagonist is dat de actie van een
natuurlijke NT geblokkeerd wordt. Antagonisten produceren een
conformatie verandering in de G-gekoppelde eiwit receptor die geen
verandering veroorzaakt in signaaltransductie, en ook geen verandering in
activiteit die altijd aanwezig is. Dus, antagonisten hebben een neutrale
werking, en ze zijn meestal stil. Dus bij de aanwezigheid van een agonist
kan de antagonist niet zijn taak uitvoeren.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller denzelsiera. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $18.89. You're not tied to anything after your purchase.
