Samenvatting humane fysiologie
Neurofysiologie
Communicatie bij een synaps kan chemisch of elektrisch. Elektrische synapsen geven een signaal over
door gap junctions, chemische synapsen maken gebruik van neurotransmitters.
Neuromuscular junction = koppeling tussen motorische neuronen en de spiercel
Tussen de twee soorten synapsen is een verschil te zien in de afstand in de synaps. Bij elektrische
synapsen is er maar een hele kleine ruimte. En er bevinden zich gap junctions in het membraan die
door de connexons contact maken met de andere cel. Hierdoor kan de cel een elektrisch signaal
overdragen aan andere cel. De chemische synapsen hebben veel grotere ruimte ertussen, met in de
presynaps blaasjes met daarin neurotransmitters. Deze diffunderen en zorgen voor een respons in de
andere cel door binding aan receptoren.
Acetylcholine (ACh) heeft in de ene synaps een remmende werking en in de andere synaps een
stimulerende werking.
Elektrische synapsen geven signalen sneller over dan chemische synapsen. Deze hebben namelijk een
kleine vertraging. Doordat elektrische synapsen met gap junctions verbonden zijn, is het cytoplasma
van de twee cellen verbonden. Hierdoor ontstaat er geen vertraging van het signaal.
Reciprocal synapsen = gap junctions die signaal doorgeven in beiden richtingen
Rectifying synapsen = gap junctions die alleen signaal doorlaten van presynaps naar postsynaps, heet
is dus stroom afhankelijk.
Het verschil ontstaat door isomeren van de connexons, sommige zijn stroom afhankelijk en sommige
niet.
Hetero-typische kanalen = hybride connexons die bestaan uit verschillende connexon monomeren.
Chemische synapsen zijn rectifying of gepolariseerd; ze geven een signaal af in één richting. Het is
echter wel zo dat de postsynaps invloed kan hebben op de vorming van de synaps of de uitscheiding
van neurotransmitters door de presynaps.
Chemische transmissie
1. Neurotransmitters opgeslagen in blaasjes, hiervoor wordt de energie het uit H + elektrisch
gradiënt gebruikt.
2. Actiepotentiaal, hierbij spelen Na+ en K+ kanalen een belangrijke rol. Komt aan bij axon einde
van presynaps
3. Depolarisatie opent Ca+ kanalen waardoor Ca+ de presynaps in komt.
4. De toename van Ca+ triggert het fuseren van de blaasjes met het membraan, waardoor
neurotransmitters worden vrijgelaten in de synaps
5. Neurotransmitters diffunderen naar andere kant synaps en binden aan receptoren in
celmembraan postsynaps
6. Dit activeert de receptor waardoor de postsynaptische cel geactiveerd wordt
7. Het proces eindigt met enzymatische verwoesting van de neurotransmitter of met de
opname van neurotransmitters in de presynaps of in andere cellen door Na + afhankelijke
transport systemen. Of het eindigt met diffusie van neurotransmitters weg van de synaps
,Receptoren kunnen een signaal doorgeven op twee manieren
1. Ligand-gated ionen kanalen
a. Ionotropic receptoren
b. Activatie zorgt voor snelle opening ionkanalen
wat zorgt voor depolarisatie of hypopolarisatie
in de postsynaps. Gaat heel snel
2. G protein-gekoppelde receptoren
a. Metabotropic receptoren, omdat activatie zorgt
voor een metabolisch proces met GTP
b. Activatie zorgt voor productie actief α en βγ
subunits. Deze zorgen voor verschillende
cellulaire responsen door directe interactie met
ionkanaal eiwitten of andere second messenger
effector eiwitten. Zorgt voor een langzamere
respons dan ionotropic receptoren
Veel neurotransmitters kunnen beide soorten mechanismen
activeren.
Prototypische ACh receptoren (AChRs)
1. De ACh geactiveerde ionkanalen bij de neuromuscular junction van de skeletspier,
ionotropische receptor; nicotinic AChR
a. Openen van het kanaal leidt tot verhoogde permeabiliteit van Na + en K+ , dit zorgt
voor directe depolarisatie waardoor de spiervezel geactiveerd wordt.
2. G protein-gekoppelde AChR bij de arteriële parasympatische synaps van het hart, een
metabotropic receptor; muscarinic AChR
a. Activatie zorgt voor opening inward-rectifier K+ kanaal (GIRK) door βγ subunits die
vrijgelaten worden door een geactiveerde heterotrimeric G protein
b. Verbeterde opening zorgt voor membraan hyperpolarisatie en lijdt tot remming van
cardiale excitatie.
Hangt er dus van af of de AChR wordt geactiveerd door nicotine of muscarine, welke receptor het is.
Het zijn beide agonisten. Deze twee receptoren geven de verklaring dat ACh zowel skeletspieren
activeert en hartcellen remt
Motorische neuronen met cellichamen in de ventrale hoorn van het ruggenmerg, hebben lange
axonen die veel aftakkingen hebben in de buurt van contact met de target spier. Elk axon innerveert
een aparte spiervezel. De hele verzameling van spiervezels die geïnnerveerd worden door het axon
van één motorische neuron; motor unit
Neuromuscular junction / end plate = synaptische regio waar axon contact maakt met spiervezel
Een individuele end plate bestaat uit een kleine boom achtige patch van ongemyeleerde zenuw
processen; terminal arborizations.
Boutons = bol achtige structuur wat uiteindelijk in verbinding staat met de spiervezel
Schwann cellen zijn geassocieerd met het einde van een zenuw, ze vormen een cap eroverheen wat
weg ligt van het membraan van de spier.
Het postsynaptische membraan van de skeletspier dat meteen onder het einde van de zenuw ligt
wordt gekenmerkt door uitgebreide invaginaties; postjunctional folds. Deze vouwingen zorgen voor
,oppervlakte vergroting van het plasma membraan in de spier. De ruimte ertussen wordt synaptic
cleft genoemd. Is gevuld met een netwerk van eiwitten en proteoglycans uit de extracellulaire matrix.
Synaptic basal lamina = bevat verschillende eiwitten die helpen bij de hechting van de neuromuscular
junction, en spelen rol bij synaps ontwikkeling en regeneratie. Lamina bevat ook veel
acetylcholinesterase (AChE); zorg voor einding synaptische transmissie door ACh om te zetten in
acetaat en choline.
ACh wordt in het einde van de zenuw geproduceerd van choline en acetyl co-A door enzym choline
acetyltransferase. Met behulp van een ACh-H exchanger wordt het de instroom van ACh in de
blaasjes gekoppeld aan de uitstroom van H+. Einde van zenuw heeft ook veel mitochondriën die
zorgen voor ATP die zorgt voor het concentratie verschil in H + .
Fusie van de blaasjes met ACh gebeurt op speciale plaatsen in presynaps; active zones. Deze zones
liggen direct tegenover secundaire postsynaptische clefts, tussen de adjecent postjunctional folds.
Vm = membraan potentiaal.
End-plate potential (EPP) = Vm stijgt snel tot een piek en relaxed langzaam terug tot de rust
potentiaal, consistent met een exponentiële tijdsverloop. Is een voorbeeld van excitatory
postsynaptic potential. Komt door opening AChR kanalen, wat selectief permeabel is voor ionen.
Door instroom Na+ wordt Vm iets positiever.
Nascant synaptische blaasjes zijn geproduceerd door neurale cellichamen door een proces
vergelijkbaar van dat in de secretory pathway. Membraan eiwitten van blaasjes worden gemaakt in
ruw ER en verplaatst naar het golgi systeem, waar verwerken, rijping en sorteren gebeurt. Worden
daarna getransporteerd naar einde zenuw door fast axonal transport, met behulp van microtubuli
systeem.
Blaasjes die uiteindelijk peptide neurotransmitters zullen bevatten hebben onderweg naar het einde
van de zenuw al voor gesynthetiseerde peptides of voorlopers van peptide in de blaasjes. In het
einde worden de blaasjes gelijkmatig verdeeld; dense-core secretory granules.
Blaasjes die geen peptiden zullen vervoeren, hebben onderweg naar einde zenuw geen
neurotransmitters bij zich. In einde zenuw nemen zij non-peptide neurotransmitters op die daar
gesynthetiseerd zijn; clear synaptic vesicles.
Vacuolar-type H pump catalyseerd de instroom van H + aan de omzetting van ATP in ADP. De ontstane
pH en voltage gradiënt over het membraan van het blaasje zorgt voor de opname van
neurotransmitters via drie verschillende neurotransmitter transport eiwitten. Het eiwit hangt af van
het soort neurotransmitter dat opgenomen moet worden.
SNARE eiwitten omvatten het moleculaire mechanisme voor membraan fusie van de blaasjes. Een
SNARE eiwit genaamd synaptobrevin (VAMP); is een “v” SNARE omdat het in de vesicle membraan
zit. Twee andere SNARE eiwitten zijn syntaxin-1 en SNAP-25 zijn “t” SNAREs omdat ze in het target
membraan zitten. VAMP en syntaxin-1 zijn verankerd in het presynaptische membraan door enkele
membraan-spanning segmenten. SNAP-25 zit in het presynaptische membraan door palmitoyl lipide
ketens.
Synaptotagmin is een synaptisch blaasje eiwit dat in het cytosol twee repetitieve domeinen heeft die
homoloog zijn aan het C2 domein van protein kinase C, is Ca + sensor voor uitscheiding.
Rab3 = GTP binding eiwitten die invloed heeft bij celmembraan transport via de binding en hydrolyse
van GTP. Reguleert daarnaast ook synaptische release.
, Na docking van het blaasje in de buurt van het
presynaptisch membraan, o.a. Munc18 en RIM
catalyseren het samenkomen van het partiële SNARE
complex. De einden van de SNARE eiwitten beginnen
om elkaar heen te binden en vormen een helix
bundel; trans-SNARE complex. Bevindt zich nu in
priming stage 1; ternaire SNARE complex met
staafvormige structuur van gebonden α helices.
Blaasje wordt dichter naar membraan getrokken.
Vervolgens voegt een cystolisch eiwit in het trans-
SNARE complex; complexin. Dit voorkomt spontane
fusie priming stage 2.
Ca+ bind aan C2 domeinen synaptotagmin wat de
binding van synaptotagmin met fosfolipiden in het
membraan promoot. Zorgt ook voor verplaatsen
complexin, waardoor block wordt opgeheven.
Zorgt voor fusion-pore opening aan het begin van
transmitter secretie. Hierna volgt fusion completion,
als plasma membraan en Ca-ATPase (PMCA) verdrijft
Ca+ over het membraan en de mitochondriën het
opnemen. De Ca+ concentratie daalt waardoor
synaptotagmin loslaat van het SNARE complex.
α-SNAP bindt met SNARE complex en promoot binding van NSF, wat zorgt voor ontbinden van SNARE
complex. Synaptobrevin wordt ge-endocyteerd en de andere twee eiwitten worden hergebruikt.
Nadat ACh in synaps is vrijgelaten moet het ook weer opgeruimd worden, meestal door enzymen.
Ander mechanisme is de opname van neurotransmitter door presynaptische membraan en glia
cellen. Dit transport maakt gebruik van de normale ion gradiënten voor de opname.
Twee neurotransmitter transport eiwitten
1. Gebaseerd op co-transport van substraat met Na+ en Cl-
2. Tranport gekoppeld aan co-transport van Na+ en H+ en uitwisseling van K+
Vormen AChE
1. Globular of G forms; bestaan als mono-, di- of tetrameer of als glycoprotein catalytic subunit
a. Zijn oplosbaar of gebonden aan celmembraan via GPI koppeling, waarbij C terminus
is vastgemaakt aan glycolipide deel
2. Asymmetrische of A form; bestaat uit één tot drie tetrameren van het enzym gekoppeld via
disulfide link aan een collageen achtige structuur eiwit.
Tetrodotoxine en saxitoxin blokkeren de spanning afhankelijke Na+ kanalen die voor het
actiepotentiaal zorgen. Dendrotoxin heeft omgekeerde werking; zorgt voor secretie ACh. Blokkeert
ook verschillende isoformen van de spanning afhankelijke K+ kanalen door binding extracellulaire
kant. Hierdoor wordt repolarisatie door K+ voorkomen, waardoor de duur van actie potentiaal langer
wordt en wordt er meer neurotransmitter losgelaten door extra instroom Ca2+ in het einde van de
zenuw.
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper lucavaneick. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,00. Je zit daarna nergens aan vast.
