Textbook of Medical Physiology Guyton, 14th ed.
Chapter 46: Organization of the nervous system, basic functions of
synapses, and neurotransmitters (page 569-585)
Ons centrale zenuwstelsel bestaat uit zo’n 80-100 miljard neuronen. In een neuron komen de signalen
via de dendrieten en het cellichaam binnen. Het output signaal wat ontstaat in het cellichaam gaat via
een enkele axon de neuron uit, waar vaak vertakkingen aan zitten; de synapsen. Kenmerkend is dat de
signalen vaak maar in 1 richting kunnen stromen. De activiteiten van het ZS komen van de sensory
receptors. De waarnemingen kunnen leiden tot directe reacties maar ook tot herinneringen voor later.
Via de perifere zenuwen gaan ze het CNS in waar ze zorgen voor actie in (1.) Spinal cord (2.) Medulla,
pons en mesencephalon. (3.) cerebellum (4.) en de thalamus. Het kan vervolgens zorgen voor;
1. Contractie van skeletspieren in het lichaam
2. Contractie van glad spierweefsel in interne organen
3. Secretie van actieve chemische substanties.
Dit noemen we de motorfuncties van het CNS. Spieren en klieren behoren tot de effectors.
Skeletspieren worden geinnerveerd uit vele gebieden. Denk aan het ruggenmerg, reticulaire substantie
van medulla, pons en mesencephalon, basale ganglia, cerebellum en de motor cortex. De lagere regio’s
zijn voor directe reacties, de hogere voor complexe, doordachte spierbewegingen. Belangrijk is dat alle
info wordt gesorteerd; 99% van de signalen wordt gezien als irrelevant etc. Bij belangrijke sensorische
informatie ontstaat er meteen een reactie, denk aan een hete pan. De synaps is de locatie tussen de
neuronen. Ze bepalen ook de richting waarin de signalen gaan. Door deze functie kunnen ze worden
beïnvloed door faciliterende en remmende signalen uit andere gebieden. Ze vormen een selectieve actie
uit.
Slechts een klein deel van de belangrijkste sensorische info geeft directe motorische reacties. Wel wordt
vrijwel alles “onthouden” voor later. De meeste opslag hiervan vindt plaats in de cerebrale cortex. Dit
zorgt voor ons geheugen. De synapsen spelen hier een rol bij die we versoepeling noemen. Des te vaker
hetzelfde signaal doorgaat des te makkelijker het voor dit signaal wordt. Eenmaal opgeslagen dragen ze
bij aan ons “denken”. Mbv oude en nieuwe sensorische info wordt gekeken wat te doen.
Het CNS delen we vaak in in 3 delen; 1. Ruggengraat, Lage hersenen (subcorticaal) en Hoge hersenen
(corticaal). Wat belangrijk is om te onthouden is dat het ruggengraat ook zelfstandig te werk kan door
allerlei functies uit te voeren. Vele onbewuste activiteiten worden beheerd door de lagere delen van de
hersenen; Medulla, Pons, Mesencephalon, Hypothalamus, Thalamus, Cerebellum en ganglia. Bij schade
aan de cortex kunnen vele functies dus nog steeds uitgevoerd worden. De hogere hersenen zijn ten
eerste een gigantische geheugenopslag waardoor ze goed samenwerken met de lagere delen. Ook is het
verantwoordelijk voor onze gedachten maar niet alleen. De lagere delen zorgen voor de waakzaamheid
waardoor de “poort” open gaat.
De overdracht van informatie gaat vooral via zenuwimpulsen via neuronen. Ze kunnen geblokkeerd
worden, overgaan in herhalende impulsen of worden geïntegreerd met impulsen van andere neuronen.
We onderscheiden 2 types in de synapsen; chemische en elektrische. De meeste synapsen die we
gebruiken voor signaaloverdracht zijn de chemische waarbij er een neurotransmitter vrijkomt. Deze
werkt op de receptoreiwitten in het membraan van de volgende neuron. Er zijn meer dan 50
neurotransmitters bekend waaronder acetylcholine, histamine, epinephrine etc. In de elektrische
,synapsen zijn de cytoplasma's verbonden via gap-junctions. Hierdoor verplaatsen actiepotentialen zich.
De chemische synapsen hebben een belangrijk kenmerk waardoor ze erg wenselijk zijn voor overdracht;
overdracht gaat altijd van presynaptisch naar postsynaptisch. Elektrische synapsen daarentegen
geleiden beide kanten op.
Een anterior motor neuron ligt in de anterior hoorn van het ruggengraat en bestaat uit 3 hoofddelen;
een soma (lichaam), een enkel axon en de dendrieten. Er liggen vele presynaptische terminals op. Vaak
geven ze een neurotransmitter af. Neuronen op andere plekken verschillen in de grote van cellichaam,
lengte grootte en aantal dendrieten, lengte en grootte van het axon en het aantal presynaptische
terminals. Tussen de pre- en postsynaptische terminal ligt de synaptische spleet. In de terminal liggen de
vesicles met neurotransmitter en de mitochondria die ATP leveren. Door het actiepotentiaal worden
deze neurotransmitters afgegeven.
In het presynaptische membraan zitten veel spanningsafhankelijke calciumkanalen die openen bij
depolarisatie. De influx Ca+ zorgt voor de neurotransmitter Eflux. De Ca+ bindt namelijk aan de release
sites. Per vesicle zitten er zo’n 2,000-10,000 moleculen acetylcholine in.
Op de postsynaptische membranen zitten de receptoreiwitten. Ze bestaan uit een bindend component
en een intracellulair component. Activatie zorgt voor opening van ion-kanalen en de activatie van
second messengers. Directe ion-kanalen heten ook wel ionotropische receptoren en indirecte metabo
tropische receptoren. De postsynaptische ionkanalen zijn (1) cation kanalen die Na+ doorlaten en (2)
anion kanalen die vooral Cl- doorlaat. Deze ionkanalen zijn hoog specifiek voor iontransport. De cation
kanalen die natrium geleiden zijn gelaagd met negatieve ladingen. Dit trekt de positieve Na+ aan en
stoot de negatieve Cl- af. Wanneer de diameter groot wordt bij anion kanalen gaat Cl- erin maar de
andere ionen niet; ze zijn te groot. Neurotransmitters die cation-kanalen openen heten excitatory
transmitters, en zij die anion-kanalen openen heten inhibitory transmitters. De kanalen sluiten direct
wanneer de neurotransmitters wegvallen. Het is mogelijk om te zorgen voor verlengde postsynaptische
neuronale excitatie of remming, via een secundair messenger systeem. Een van deze soorten zijn G-
eiwitten. Een G-eiwit is gebonden aan GDP in het cytosol. Zolang het aan GDP zit gebonden is het
inactief. Als de receptor geactiveerd wordt komt er een bindingsplaats voor G-eiwitcomplex vrij.
Hierdoor bindt het Alfa-deel aan de receptor. GDP wordt omgewisseld met GTP en het alfa-deel laat met
het GTP los van het beta en gamma deel. Dit kan 4 functies hebben;
1. Openen van specifieke ion-kanalen door het postsynaptische celmembraan. Denk hierbij vooral
aan Kalium kanalen.
2. Activatie van cAMP of cGMP, waardoor deze twee metabolische machinerie kunnen activeren.
Hierdoor veranderd de celstructuur.
3. Activatie van één of meer intracellulaire enzymen door het G-eiwit. Deze enzymen kunnen
zorgen voor vele specifieke chemische functies in de cel.
4. Activatie van gen-transcriptie.
Zodra het GTP wordt gehydrolyseerd ontstaat er weer GDP. Het Alfa deel bindt dan weer aan de andere
en er vormt weer een inactief eiwit.
Doordat er postsynaptische mogelijkheid is tot excitatie en remming is kan er zelfbeheersing
plaatsvinden.
Excitatie:
, 1. Het openen van Na+ kanalen waardoor veel + interior kan gaan. Hierdoor stijgt het
intracellulaire membraanpotentiaal.
2. Depressieve geleiding door chloride- of kaliumkanalen of beide. Hierdoor wordt het
intracellulaire membraanpotentiaal ook positiever. Er gaat geen - uit.
3. Veranderingen in intern metabolisme van het postsynaptische neuron om celactiviteit te
prikkelen.
Remming:
1. Openen van chloride ion-kanalen waardoor er negatieve lading het membraan inkomt.
2. Toename in de geleiding van K+ het ion uit waardoor de lading negatiever wordt.
3. Activatie van receptor enzymen remt cellulaire metabolische functies.
De neurotransmitters bestaan uit snelle, kleine transmitters, de grotere neuropeptides en een paar
gasmoleculen. De kleine transmitters ontstaan in het cytosol van de presynaptische kant. Ze worden via
actief transport in de vesicles opgenomen en worden vanuit daar afgegeven bij een actiepotentiaal.
De vesicles worden daarna steeds gerecycled. Ze worden eerst onderdeel van het synaptische
membraan na de fusie. Na een paar minuten laat deze weer los en vormt zo een vesicle. Zo gaat het ook
bij acetylcholine. Deze transmitter ontstaat uit acetyl coenzym A en choline. Bij afgifte splitst het weer in
acetate en choline, waarvan de choline wordt hergebruikt.
Norepinephrine wordt afgegeven door terminals waarvan de cellichamen in de hersenstam of
hypothalamus liggen. Het zorgt vooral voor exciterende werking maar kan op bepaalde plaatsen ook een
remmende werking hebben.
Dopamine komt van neuronen in de substantia nigra en zorgt meestal voor remming.
Glycine komt van het ruggenmerg en zorgt eigenlijk altijd voor remming. GABA heeft hetzelfde effect en
is de belangrijkste remmer bij het volwassen CNS. Glutamate en serotonine zorgen beide voor excitatie.
De neuropeptides ontstaan direct maar werken relatief langzaam. Ze worden gevormd in ribosomen als
onderdelen van grote eiwitten. Ze worden verpakt door het Golgi en wordt daar verknipt in kleinere
fragmenten en in vesicles geplaats. Via de axonale stroming verplaatsen ze naar de uiteindes. Ze worden
in hoeveelheid minder afgegeven maar werken wel veel langer. Er kan samenwerking zijn van
transmitters. Dit in dezelfde, gescheiden vesicles of dmv segregatie.
In het neurale soma is de Na+-concentratie laag (14mEq/L) maar extracellulair is deze hoog (142mEq/L).
In het soma is de K+-concentratie erg hoog (120mEq/L) maar extracelullair erg laag (4,5mEq/L). Natrium
wordt weggepompt en Kalium wordt naar binnen gepompt. Voor Cl- geldt hetzelfde als voor Na+. Dit
verschil komt vooral door de negatieve lading in het soma waardoor Cl- wordt afgestoten. Het
rustmembraanpotentiaal in het soma is -65mV. Bij excitatie komt een neurotransmitter vrij waardoor de
Na+ influx verhoogd. Hierdoor stijgt het potentiaal tot -45mV (EPSP). Bij remming vindt er K+ efflux
plaats en Cl- influx. Hierdoor daalt het potentiaal verder tot -70mV. De actiepotentiaal begint altijd in de
initial segment. Hier zijn namelijk veel meer spanningsafhankelijke Na+-kanalen. De impuls gaat
vervolgens beide kanten op; richting de axon en richting het soma.
De nernst potentiaal voor Cl- was -70mV, lager dan de -65mV van normaal. Daarom vindt er instroom
van extracellulair plaats als de kanalen open staan. Samen met de K+ efflux ontstaat er een
hyperpolarisatie. Dit noemen we de IPSP. Dit alles ging over postsynaptische remming. Bij
presynaptische remming vindt al plaats voordat het signaal de synaps bereikt. Vaak komt dit door GABA.
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 stijsche. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,56. Je zit daarna nergens aan vast.