HCO7, hfst 6, neurotransmitters
Neurotransmitters, we kennen veel soorten neurotransmitters (NM) en voor het tentamen moet je
alle neurotransmitters uit tabel 6.1 kennen. Een paar hiervan komen in het HCO aan bod:
- Acetylcholine, is heel belangrijk in de aansturing van spieren.
- Glutamaat, bijna de helft van de neuronen in de hersenen zijn glutamaterg.
- GABA, is de belangrijkste inhibitoire NM.
Categorieën NM, NM kunnen in meerdere
categorieën onderverdeeld worden:
- Acetylcholine
- Aminozuren, glutamaat, aspartaat, GABA
en glycine.
- Purine, ATP
- Biogenic amines, hiertoe behoren de:
o Catecholamines: dopamine,
noradrenaline & adrenaline.
o Indoleamine: serotonine
o Imidazoleamine: histamine
- Neuropeptiden
We kunnen ook een onderscheid maken in de
manier van afgifte:
- Small clear core vesicles, acetylcholine,
aminozuren en purines worden via deze
manier gesecreteerd. In eike synaps wordt
maar 1 type small molecule NM afgegeven,
doordat maar 1 type small clear core
vesicle aanwezig is per synaps.
- Large dense core vesicles, neuropeptiden,
indoleamines en imidazoleamines kunnen
via deze grotere blaasjes afgegeven
worden. Het speciale hieraan is dat er
meerdere typen NM in één blaasje kunnen
zitten.
Het is mogelijk dat een synaps zowel small clear core als large dense core vesicles afgeeft, maar deze
afgifte vindt wel anders plaats. De kleine blaasjes kunnen bij 1 actiepotentiaal al fuseren, terwijl de
grote blaasjes meer input nodig hebben om te fuseren. Zo moeten meerdere actiepotentialen elkaar
snel opvolgen om genoeg Ca2+ in de neuron te krijgen dat een groot blaasje fuseert.
Je hoeft de structuur van de NM in de afbeelding niet te kennen.
Tabel 6.1, is een vereenvoudiging v/d werkelijkheid. Er zijn namelijk altijd uitzonderingen. Zo is
acetylcholine in de spieren excitatoir, maar in het hart inhibitoir. De gegevens die in de tabel staan en
die je dus moet kennen, zijn echter over het algemeen wel juist. Een ander voorbeeld is GABA. In de
vroege ontwikkeling is die namelijk excitatoir maar dat verandert uiteindelijk naar inhibitoir.
Small clear core vesicle, zoals al vermeld bevatten deze blaasjes altijd maar 1 type
NM. Vandaar dat vaak over GABAerge of cholinerge neuronen gesproken wordt.
Deze neuronen kunnen alleen dat specifieke type NM afgeven. Dat wil niet zeggen
dat ze geen input van andere NM kunnen krijgen. Zo kunnen
glutamerge neuronen gewoon input verkrijgen van GABAerge
neuronen. Rechts is een voorbeeld van de kleine blaasjes te zien.
Large dense core vesicles, kunnen samen met bovenstaand blaasje afgegeven
worden, maar worden onder andere omstandigheden afgegeven. Ze zijn links te
zien.
, Chemische synaps, een actiepotentiaal zorgt voor Ca2+ influx. Calcium bindt dan aan synaptogenine
wat ervoor zorgt dat het SNARE complex actief wordt en een blaasje fuseert met het
plasmamembraan. Hierdoor komen NM vrij in de synaptische spleet. In dit HCO zal voorbijkomen aan
wat voor receptoren de NM binden en wat er eigenlijk gebeurt zodra de NM afgegeven worden. Ze
moeten namelijk ook opgeruimd worden.
Acetylcholine, er is veel onderzoek gedaan naar de neuromusculaire eindplaat, doordat deze
structuur voor wetenschapper makkelijk te onderzoeken is. Hierdoor hebben we veel kennis over
acetylcholine.
Synthese acetylcholine, acetylcholine wordt opgebouwd uit acetyl-
CoA en choline. Acetyl-CoA wordt aangemaakt in de
citroenzuurcyclus en zijn acetylgroep wordt aan choline gezet. We
zijn zelf niet in staat choline te maken en dit moet dus in ons voedsel
aanwezig zijn (vitamine B4).
Choline acetyltransferase (CAT/ChAT), dit enzym voert de synthese
van acetylcholine uit door de acetylgroep van acetyl-CoA aan choline
te zetten.
Acetylcholine esterase (AChE), als acetylcholine in de synaptische
spleet komt, moet het afgebroken worden en dat wordt door
acetylcholine esterase gedaan. Hierbij ontstaat choline en acetaat.
Choline wordt vervolgens weer opgenomen in de cholinerge neuron
en hergebruikt.
VAChT, vesicular Ach transporter, wanneer acetylcholine eenmaal
gemaakt is, moet het nog wel in blaasjes getransporteerd worden en dat wordt door VAChT gedaan.
Deze transporter wisselt H+ uit voor ACh.
ChT, choline co-transporter, als acetylcholine in de synaptische spleet afgebroken wordt door
acetylcholine esterase moet choline weer opgenomen worden en dat wordt door ChT gedaan. Voor
dit transport wordt het Na+ gradiënt gebruikt dat over de cel staat. Na+ gaat dus samen met choline
naar binnen.
[NM], er zitten ongeveer 10.000 ACh moleculen in één synaptic vesicle (SV). Deze bereiken lang niet
allemaal de postsynaptische cel na een fusie.
Bijen-/wespensteek, een wespen- of bijensteek is heel pijnlijk en één van de stoffen die in het gif zit,
is acetylcholine. Deze NM is verantwoordelijk voor het branderige gevoel. Een specifiek wespensoort,
de hoorenaar, bevat een relatief hogere concentratie acetylcholine, waardoor zijn steek heel erg
pijnlijk is. Acetylcholine is betrokken bij het overdragen van pijnprikkels en heeft hier een direct
effect op.
Sarin, is een zenuwgas dat aan acetylcholine esterase bindt. ACh hoopt hierdoor op in de synaps en
dat resulteert in spierspanning. Uiteindelijk resulteert het echter in verslapping van de spieren,
aangezien de neuronen ‘door hebben’ dat er geen nieuwe signalen meer binnenkomen, waardoor ze
hun receptoren gaan internaliseren. Eerst werkt ACh dus versterkend, maar op den duur raakt de
synaps verzadigd. Spierverslapping is erg gevaarlijk als het rond de longen plaatsvindt, aangezien dit
tot ademhalingsproblemen lijdt.
Remming AChE door sarin, rechts is schematisch de
werking van sarin weergegeven. Normaal gesproken bindt
ACh aan AChE met zijn aminogroep aan de ene kant en zijn
carboxylgroep aan de andere kant. Wanneer sarin echter
aan AChE gebonden is, kan de carboxylgroep van ACh niet
meer aan AChE binden en vindt geen klieving plaats. Het
probleem is dat de binding van sarin aan AChE een
covalente binding is en als de binding eenmaal ontstaan is,
komt die dus niet meer los.
Functie ACh, acetylcholine is niet alleen belangrijk in de
spieren, maar wordt bijvoorbeeld ook in het CNS gebruikt.
