Psychopharmacology
R.H. Ettinger, 2 e editie
1. Organisatie en functioneren van het zenuwstelsel
Wat zijn neuronen?
Neuronen verschillen van vorm, grootte en functie. Er zijn drie hoofdklassen:
• Zintuigneuronen. Versturen boodschappen van de zintuigen naar het centrale
zenuwstelsel (CZ)
• Motorische neuronen. De hersenen interpreteren deze boodschappen en sturen ze
naar motorische neuronen, welke ze weer doorsturen naar organen, spieren en
klieren
• Interneuronen. Bestaan alleen in het CZ en helpen bij de communicatie tussen
zintuig- en motorische neuronen
Alle neuronen bevatten:
• Cellichaam. Controleert metabolische functies en bevat de nucleus met genetische
informatie (DNA)
• Dendrieten. Vertakkingen vanaf het cellichaam die signalen van andere neuronen
kunnen opvangen en naar het membraan van het cellichaam sturen
• Axon. Slang die boodschappen van het cellichaam naar andere neuronen stuurt.
Wanneer deze gemyelineerd is, worden berichten efficiënter verstuurd
• Uiteindeknopjes. Slaan neurotransmitters op en laten ze vrij om aangrenzende
neuronen te activeren of te inhiberen. Na vrijlating worden de neuronen hier ook weer
opgenomen.
Neurale transmissie is het overdragen van impulsen naar het CZ. Het membraan
communiceert met eiwitten die ervoor zorgen dat glucose de celstructuren in komt en
metabolisch afval eruit gaat. Ook kunnen zij ionen doorlaten of juist tegenhouden om door
ionenkanalen te gaan. Belangrijke ionen bij de neurale transmissie zijn negatief geladen
organische ionen (An-), chloorionen (Cl-), positief geladen natriumionen (Na+) en kalium
(K+).
Er zijn twee krachten die reageren op deze ionen. De eerste is verspreiding, wat gaat over
de druk op ionen om van hogere naar lagere concentraties te gaan. De tweede is
elektrostatische kracht, waarbij ionen die hetzelfde geladen zijn (beide negatief/positief)
elkaar afstoten. Ionen met een andere lading trekken elkaar dan aan. Wanneer deze
krachten in evenwicht zijn (equilibrium), is de neuron in ruststaat (resting potential). Hij is nu
bereid om geactiveerd te worden door een impuls van een aangrenzende neuron.
Wanneer de resting potential verstoord wordt door een impuls van een andere neuron, heet
dit graded potential. De sterkte is afhankelijk van de intensiteit en frequentie van stimulatie.
Op de plek waar de axon uit het cellichaam komt, de axonheuvel, wordt bepaald of de
graded potential voldoende is voor de axon om zijn drempelniveau te bereiken. Als dit
gebeurt, gaan de natriumkanalen open en start depolarisatie (actie potentiaal).
Wat zijn actiepotentialen?
Wanneer de drempelwaarde is bereikt, verandert de negatieve lading van de axon snel in
een positieve lading doordat natrium door het membraan komt. Dit duurt maar kort (1 ms),
want dan sluit de poort zich voor natrium. Sommige drugs verstoren dit proces door
natriumkanalen te blokkeren. Hierdoor kan geen actiepotentiaal plaatsvinden.
,In tegenstelling tot de graded potential, maakt het bij een actiepotentiaal niet uit wat de mate
van stimulatie is. Een actiepotentiaal volgt de alles-of-niets wet: hij verliest in de axon geen
intensiteit. Wat wel kan variëren is het aantal neuronen dat beïnvloedt wordt door de
stimulatie en de frequentie van vuren.
Wat is synaptische transmissie?
Wanneer de axon vuurt, gaat het actie potentiaal via de axon naar de eindknopjes. Daardoor
kan calcium (CA++) door het membraan. Als dit bij de eindknopjes komt zorgt dat voor
vrijlating van neurotransmitters in de synaps. Eiwitten hebben invloed op de hoeveelheid
calcium die wordt doorgelaten, wat weer invloed heeft op de hoeveelheid neurotransmitters
die worden vrijgelaten.
Wat zijn receptoren?
De neurotransmitters in de synaptische spleet verspreiden naar het postsynaptisch
membraan van de ontvangende cel. Op de postsynaptische membraan zitten receptoren die
zich aan een specifieke neurotransmitter binden. Bepaalde drugs kunnen nagemaakte
neurotransmitters bevatten die zich daardoor kunnen binden aan de receptoren of ze
blokkeren opname door deze receptoren.
Een ionotropische receptor is een receptor die direct een ionenkanaal bestuurt. Het bestaat
uit verschillende eiwitten, die subeenheden worden genoemd. Een metabotropische receptor
is een receptor die niet deel van een ionenkanaal is en waarbij andere eiwitten het
ionenkanaal besturen. Deze receptoren zitten dicht bij een membraaneiwit, welke een G-
eiwit wordt genoemd. Wanneer de receptor geactiveerd is door een neurotransmitter kan dit
G-eiwit de cel op twee manieren beïnvloeden:
• De subeenheid bindt zich aan een ionenkanaal en opent het direct
• De subeenheid activeert een enzym die zorgt voor het vormen van cyclic AMP. Deze
activeert een derde eiwit (kinase), welke het ionenkanaal opent of sluit
Hoe werkt de heropname van neurotransmitters?
Sommige neurotransmitters worden opgebroken door een enzym zoals acetylcholinesterase.
Dit komt van dezelfde neuron als de stof die het enzym opbreekt. Acetylcholinesterase
breekt de neurotransmitter acetylcholine in acetate en choline moleculen. Deze twee
moleculen kunnen dan opnieuw in de eindknopjes komen om gerecycled te worden.
Heropname (reuptake) wordt geregeld door transporters.
Wat zijn excitatory en inhibitory synapsen?
Als positief geladen natrium (sodium) ionen door het membraan komen, is dit membraan
excited/gedepolariseerd. Neurotransmitters die dat veroorzaken zijn excitatory
neurotransmitters en hun effecten worden excitatory postsynaptic potentials (EPSP)
genoemd. Wanneer positief geladen kalium (potassium) ionen binnenkomen, inhibeert het
membraan en de graded potential maakt het membraan negatiever. Dit is hyperpolarisatie en
neurotransmitters die dit veroorzaken heten inhibitory neurotransmitters. Hun effecten
worden inhibitory postsynaptic potentials (IPSP) genoemd. De combinatie van al deze
EPSPs en IPSPs heten neurale integratie.
Wat zijn autoreceptoren?
Autoreceptoren zijn receptoren die op de sturende cel zitten en ze reguleren de activiteit van
de sturende neuron door de activiteit te prikkelen of te inhiberen. Dit doen ze niet door
ionenkanalen te besturen, maar ze reguleren interne processen van de cel door de activiteit
van tweede boodschapper systemen.
, Wat zijn heteroreceptoren?
Heteroreceptoren functioneren ongeveer hetzelfde als autoreceptoren, maar het verschil is
dat heteroreceptoren de neurotransmitter die door een andere neuron is vrijgelaten
ontvangen. Net als autoreceptoren werken zij metabotropisch.
Welke presynaptische effecten zijn er?
Synapsen tussen axon eindknopjes en de axonen van ontvangende neuronen zijn axoaxonal
synapsen. Met dit soort synapsen is er geen bijdrage aan neurale integratie. Als de
axoaxonal synaps prikkelt (faciliteert), heet dat presynaptic facilitation en als hij inhibeert,
heet dat presynaptic inhibition.
Wat zijn de belangrijkste neurotransmitters?
Een neurotransmitter is een neurotransmitter wanneer
• Het gesynthetiseerd en opgeslagen wordt in de presynaptische neuron
• Het vrijgelaten wordt in de synaps wanneer de neuron vuurt
• Een postsynaptisch effect veroorzaakt na interactie met een receptor
• Er een mechanisme voor degradatie of heropname aanwezig is
Neuromodulatoren moduleren de effecten van neurotransmitters, maar voldoen niet aan alle
criteria. De meeste drugs voldoen wel aan de criteria.
Acetylcholine (ACh). Dit speelt een belangrijke rol bij het controleren van de hartslag en bij
motorische bewegingen. Het is namelijk de neurotransmitter die vrijgelaten wordt door
motorische neuronen in spiervezels om de spieren te laten samentrekken. Er zijn twee
subtypen van acetylcholine. De eerste zijn muscarinic receptoren, die metabotropisch zijn en
spelen belangrijke rollen bij cognitieve en motorische functies. De tweede zijn nicotinic, die
ionotropisch zijn en wanneer ze gebonden zijn met acetylcholine kunnen ze calciumkanalen
besturen, wat leidt tot spiersamentrekkingen.
Norepinefrine (NE). De noradrenergische neuronen vormen een prikkelende weg naar de
cortex, wat de reticular activating system (RAS) wordt genoemd. Dit systeem is
verantwoordelijk voor corticale activatie. Structuren op deze weg zijn betrokken bij het
controleren van aandacht, emotie en eten. Ook spelen deze neuronen belangrijke rollen bij
het reguleren van organen. Norepinefrine kan op twee manieren verwijderd worden van de
synaps. De eerste is door heropname en de tweede is het opbreken door het enzym
monoamine oxydase (MAO).
Dopamine (DA). Er zijn drie verschillende paden die allemaal beginnen in de hersenstam.
• Nigrostriatal pathway begint in de substantia nigra en alle axonen eindigen in de
basal ganglia. De voornaamste functie van deze structuren is vrijwillige beweging.
Verstoringen in dit pad kunnen leiden tot Parkinson.
• Begint in een gebied vlakbij de pons. Axonen van deze dopamine neuronen vormen
het mesolimbisch systeem en beschermen de nucleus accumbens, amygdala en
hippocampus.
• Andere axonen die beginnen in datzelfde gebied beschermen de frontale cortex en
wordt vaak het mesocorticale systeem genoemd.
Serotonine (SE). Deze behoort tot de monoamines en is betrokken bij de slaap/waak cyclus,
stemming, agressie en eetlust. Receptoren van serotonine zijn soms ionotropisch, maar
vaker metabotropisch. Serotonine wordt gesynthetiseerd uit tryptophan, wat in bijvoorbeeld
vlees en vis zit. Wanneer je dit soort producten eet, gaat je serotonine niveau slechts een
klein beetje omhoog. Ook serotonine kan worden heropgenomen of opgebroken door MAO.
