Kaarten: Fysiologie - ZeZi

met hoeveel Hz kan een neuron maximaal vuren

500 Hz (1 ms activatie en 1 ms refractaire periorde)

wat zijn de 5 criteria voor de klassieke NTs?

1. gesynthetiseerd is presynaptisch neuron of axon uiteinde

2. presynaptisch gelokaliseerd en in voldoende hoeveelheid losgelaten

3. exogene loslating bootst synaptische loslating na

4. blokkering postsynaptische receptoren onderdrukt de receptoren

5. specifieke mechanismen voor verwijdering uit presynaptische spleet (afbraak of reuptake in zenuwcellen of gliacellen)

hoeveel klassieke NTs heb je en welke zijn dit

9

Acetylcholine

Adrenaline, Noradrenaline, Dopamine

Serotonine

Histamine

Glycine, Glutamaat en GABA

wat is de algemene formule voor het maken van een biogeen amine NT

...hydroxylase + decarboxylase (+ ...)

waarom behoort GABA niet tot de biogene amines? Glu --decarboxylase--> GABA

omdat Glu 2 COO-groepen heeft en na verwijdering van 1 COO groep is het eindproduct dus nog steeds een AZ

welk enzym maakt ACh (Acetyl-coA + choline) en welk enzym breekt het af

choline acetyltransferase maakt het en afbraak via acetylcholinesterase

wat zijn 2 belangrijke nuclei in de hersenen voor cholinerge neurotransmissie?

Waar bevinden de nuclei zich?

Waar en hoe gaan ze (er) naartoe?

bij welk systeem hoort 1 van de belangrijke nuclei?

- Nucleus basalis van Meynert (behoort tot het RAS-systeem = reticulair activerend systeem (meest rostraal gelegen deel)). > Het bevindt zich onder het striatum

> De axonenbanen projecteren naar de neocortex, HIPPOCAMPUS EN AMYGDALA. Dit doen ze rechstreeks of via de thalamus (alleen banen naar neocortex).

- cholinerge nuclei thv dorsale tegmentum

> Bevindt zich in het dorsale tegmentum ;)

> axonen gaan naar thalamus en neocortex en er gaan ook axonen naar caudaal.

waar is de nucleus basalis van Meynert onderdeel van

het is onderdeel van het RAS (reticulair activerend systeem. Vanaf hier vertrekken cholinerge axonen naar de hippocampus, amygdala en rechtstreeks of onrechtstreeks via de thalamus naar de neocortex

waar gaan de axonen van de nucleus basalis van Meynert naartoe?

cholinerge axonen naar de hippocampus, amygdala en rechtstreeks of onrechtstreeks via de thalamus naar de neocortex

wat is een belangrijke functie van het RAS

bewustzijn cfr slaap en anesthetica

wat zijn de functies van het cholinerg systeem

- arousal (alertheid)

- aandacht (signaal/ruisverhouding)

- perceptie

- cognitie

- geheugen

- REM slaap

welke sensorische info gaat niet door de thalamus

de olfactorische info

leg de rol van de formatio reticularis op de thalamus uit

de formatio reticularis inhibeert bij de waaktoestand de reticulaire nucleus in de thalamus (TRN). Deze laatste inhibeert de doorgang van sensorische info naar de cortex. Doordat De TRN geïnhibeerd wordt valt de rem weg en kan sensorische info naar de cortex.

Bij de slaap toestand zal de formatio reticularis geen ACh vrijstellen en zal de TRN niet worden geïnhibeerd. Hierdoor wordt de doorgang van sensorische info doorheen de thalamus naar de cortex geremd. Hierdoor ben je je niks gewaar tijdens het slapen.

De banen van de FR die naar de cortex gaan gaan doorheen de intralaminaire thalamische nuclei en zorgen voor fine-tuning tijdens waaktoestand en zorgen dus voor aandacht, cognitie etc.

leg de reticulaire nucleus in de thalamus uit.

de formatio reticularis inhibeert bij de waaktoestand de reticulaire nucleus in de thalamus (TRN). Deze laatste inhibeert de doorgang van sensorische info naar de cortex. Doordat De TRN geïnhibeerd wordt valt de rem weg en kan sensorische info naar de cortex.

Bij de slaap toestand zal de formatio reticularis geen ACh vrijstellen en zal de TRN niet worden geïnhibeerd. Hierdoor wordt de doorgang van sensorische info doorheen de thalamus naar de cortex geremd. Hierdoor ben je je niks gewaar tijdens het slapen.

welke soorten acetylcholinereceptoren heb je

de nicotinerge (ionotroop)

de muscarinerge (metabotroop (((en ook ionotroop))))

welke soorten muscarinerge receptoren heb je

- zij die cAMP productie inhiberen (M2 & 4)

- zij die PLC stimuleren (IP3 doen laten stijgen) (M1, 3 en 5)

(((- zij die ionotroop zijn)))

welke 3 oorzakelijke problemen heb je bij de ziekte van Alzheimer?

- Extracellulaire seniele ABèta-plaques die rechtstreeks en onrechtstreeks (via gliacellen) toxisch zijn

- intracellulaire neurofibrillaire tangles die de werking van de cel verstoren

- degradatie en celdood van cholinerge neuronen in o.a de nucleus basalis-kern

wat is de precursor van dopamine, noradrenaline en adrenaline

tyrosine

hoe worden dopamine, noradrenaline en adrenaline samen genoemd?

catecholaminen

wat zijn 2 belangrijke plaatsen met nuclei waar uit Noradrenerge neuronen vertrekken en welke nuclei/systemen zitten hier

- het laterale tegmentale NOR systeem: omvat de dorsale motor nucleus van de N X (DMNV) en de nucleus van tractus solitarius (NTS).

- Locus ceruleus: omvat de pontiene kern van de formatio reticularis

welke nuclei bevat het laterale tegmentale systeem en welke NT omvat het?

Ncl: DMNV en NTS

NT: NOR

welke nuclei omvat de locus ceruleus en welke NT omvat het?

Ncl: de pontiene kern van de formatio reticularis.

NT: NOR

waar projecteren Noradrenerge axonen vanuit de laterale tegmentale nuclei en de locus ceruleus naar?

hippocampus, amygdala,cortex, gyrus cinguli, thalamus, cerebellum, hypothalamus en ruggenmerg

wat zijn een aantal functies van het noradrenerg systeem?

- arousal/aandacht en waakzaamheid bij plotse stimuli en stress → beta1 receptor

- bepaald deels gemoedstoestand en stemming

- modulatie van pijn

- regulatie hypothalamo/hypofysaire as hormonen (lacteren etc)

welke Noradrenerge receptoren heb je en welke zijn inhiberend?

- alfa 1

- alfa 2: inhiberend. zitten vaak presynaptisch en zijn daarom autoregulerend.

- beta 1: (belangrijk bij alertheid door locus ceruleus)

- beta 2

ze zijn allemaal metabotroop

naar welke cortexlagen projecteren de axonen van de grote NT systemen uit de nuclei

naar alle 6 de lagen van de neocortex. Ze droppen een hele lading in een keer en maken geen mooie zoals gekende synapsen.

welke lamina van de neocortex is de input laag?

welke vezels komen hier aan?

in welk gebied van de hersenen is dit gebied zeer uitgesproken?

4

thalamocorticale vezels

in de visuele cortex --> lijn/stria van Gennari

welkde lamina van de neocortex is de output laag?

5

wat voor soort banen zie je vaak uit de 2e en 3e laag van de neocortex vertrekken?

corticocorticale banen. Deze lopen naar andere delen in de cortex via bv. commissurale vezels

welke NOR-receptoren bevinden zich vaak presynaptisch?

alfa-2 receptoren, ze zijn inhiberend en autoregulerend

activatie van glutamerge synapsen oiv NOR en beta 1

NOR → Beta1 → sluiten van K(Ca2+) → verhoogde exciteerbaarheid

stimulatie va NOR vezels verhoogt exciteerbaraheid

elektrische exciteerbaarheid neemt toe door het sluiten van Ca2+ geactiveerde K+ kanalen waardoor minder sterke na-hyperpolarisatie (AHP)

welke dopamine receptoren heb je en welke zijn excitatorisch en welke zijn inhibitorisch?

- D1 familie (=excitatorisch): D1 en D5 receptoren

- D2 familie (=inhibitorisch): D2, D3 en D5 receptoren

noem 4 (5) belangrijke dopaminerge projectiesystemen op

- nigrostriatale systeem: substantia nigra naar striatum → motorisch

- mesolimbisch systeem: tegmentum naar limbische cortex (met o.a. hippocampus, amygdala) → gedrag

- mesocorticale systeem (tegmentum naar vnl de prefrontale cortex) → gedrag

- VTA-NA-baan/ventrale legmentale area naar de nucleus accumbens (=onderdeel mesolimbische baan: beloningssysteem/verslavingsbaan

(- tubero-infuncibulaire systeem): inhibeert loslating prolactine en dus lactine

(plaatje suckt)

schizofrenie

- negatieve symptomen: emotie, a-hedonie, initiatief, a-sociaal, aandacht, werkgeheugen → mesocorticaal

- positieve: hallucinaties, wanen, manifestatis → mesolimbisch

visualistaie van dopaminerge neurotransmitters schizofrenie en verslaving

verhoogde D3 beschikbaarheid

snelle en trage postsynaptische responsen

wat is het fysiologisch effect van cocaïne op het dopamine systeem

het zorgt ervoor dat dopamine niet terug opgenomen wordt in de reuptake transporter. Hierdoor stijgt de synaptische beschikbaarheid voor dopamine, omdat er alleen maar dopamine bij komt en niet weg gaat.

wat is het fysiologisch effect van amfetamines op het dopamine systeem

het zorgt ervoor dat dopamine presynaptisch wordt vrijgesteld uit de vesikels en hierdoor komt het makkelijker in de synaps. Dopamine gaat zelf doorheen de reuptake transporter naar buiten.

in welk deel van de hersenen zit de executieve functie?

in de prefrontale cortex.

(mediale prefrontale cortex, DLPFC, VMPFC)

hoe wordt de verslavingsbaan anatomisch genoemd?

de VTA-NA baan: de ventrale tegmentale area naar de nucleus accumbens (is onderdeel van de mesolimbische baan)

welke banen zijn er hoofdzakelijk betrokken bij schizofrenie en wat is hier mee aan de hand?

wat zijn de gevolgen?

- een hypofunctie van de mesocorticale baan: Negatieve symptomen: gebrek aan initiatief, anhedonie, verstoord sociaal gedrag, gedaalde aandacht en deficiënties in het werkgeheugen.

- een hyperfunctie van de mesolimbische baan: positieve symptomen: hallicunaties, wanen en psychosen.

welke dopamine receptoren hebben schizofrene patiënten in overvloed?

wat wordt er gedaan qua behandeling en welke symptomen bestrijd je hiermee?

wat is het gevaar van een te hoge dosis aan farmaca.

- D2 en D3 receptoren, dit zijn inhiberende receptoren.

- De overactiviteit van de mesolimbische banen kan behandeld worden met D2/3 antagonisten; je bestrijdt hiermee alleen de positieve symptomen en niet de negatieve (van de hypofunctie van de mesocorticale).

- Als je te hoge dosissen geeft kan je Parkinson-achtige symptomen krijgen.

wat zijn MAO's

monoamine-oxidasen. deze breken o.a. dopamine af

wat zijn DAT's

dopamine transporters deze nemen dopamine weer presynaptisch op

door welke mechanismen wordt dopamine uit de synaps gehaald?

door MAOs (monoamino-oxidasen voor afbraak) en DAT (dopamine transporters voor reuptake)

het ‘reward’ systeem

nigrostriatale systeem: v substantia nigra nr striatum

mesolimbische systeem, mesocorticaal en ventrale tegementale area mt nc accumbens verbindt

reward systeem en verslavingsbaan

- De basale ggl. hebben belangrijke motorische functies (verstoord bij Z. Parkinson) maar zijn ook belangrijk voor sommige gedragsaspecten, o.a. verslavingsgedrag.

- Het VTA-NA circuit is deel van een beloningssysteem dat als fysiologisch doel heeft bij te dragen tot het behoud en voortzetting van het individu, zoals voedingsinname en sexueel gedrag. →hedonisch systeem

- Dit systeem kan aanleiding geven tot verslavingsgedrag wanneer de grens tussen het willen van een stimulus en het niet meer kunnen zonder die stimulus overschreden wordt (Eng.: willing vs. wanting). → fysische en psychische afhankelijkheid

benoem een aantal stoffen die een invloed hebben op de Dopamine vrijstelling

nicotine, alcohol, cocaïne, amfetamines, opiaten, cannabinoïden

dopaminerge communicatie in het VTA-NA

- Alcohol stimuleert presynatische GABA-A R => inhiberend effect op GABA loslating => verhoogde activatie v/h DA-erg neuron => disinhibitie DA-erge neuron

- nicotine effect op Nicotine R → meer dopamine

welke functie is betrokken in de prefrontale cortex, die verstoord wordt bij een onevenwicht van welke NT?

in de prefrontale cortex zit de executieve functie verworven. Deze heeft een goede balans van dopamine nodig.

welke cortexdelen zijn betrokken bij de executieve functie?

mediale prefrontale cortex, VMPFC, DLPFC, en de orbitofrontale cortex.

executieve functie → functie

-Planning en beslissingen i.v.m. toekomstige acties

-Bijsturen van gedrag in functie van ervaring – foutcorrectie

-Onderdrukken van habituele responsen / weerstaan aan verleiding

Link met:

-prefereren ‘smaller sooner’ rewards eerder dan ‘larger later‘ beloningen

-‘impulse control diseases’

-alcohol-alcoholisme

bekijk plaatje bij dopamine pathologieën -->

waarom is de substantia nigra zwart?

het is een opvangsysteem voor neuromelanine

ziekte van parkinson

Link met dopaminerge neurotransmissie:  
Degeneratie neuronen in substantia nigra  
Verlies nigrostriatale dopaminerge innervatie

Diverse moleculaire mechanismes voorgesteld  

Cardinale motorische symptomen:
1.Tremor
2.Bradykinesie
3.Rigiditeit
4. Posturalinstability

wat zijn mogelijke behandelingen voor de ziekte van Parkinson mbt het dopamine systeem?

- Een precursor van dopamine toedienen: L-DOPA is de meest gebruikte hiervoor, dit wordt via het L1 (large amino transporter) doorheen de BBB getransporteerd.

- een agonist van D1/D2 receptoren toedienen (vb.: pramipexol, rotigotine, ropirinole).

- Een MOAB inhibitor toedienen (je remt dopamine afbraak hiermee) (vb.: selegiline, rasgiline en safinamide).

waar moet je bij uitkijken als je een Parkinson patiënt behandeld met een dopamine precursor en (vooral) een dopaminereceptor agonist

het gevaar is te veel dopamine en dit kan leiden tot bv schizofrene symptomen etc (zie plaatje)

Waarom dien je Parkinson patiënten geen pure dopamine toe?

Wat doe je dan wel?

het komt niet in de hersenen, vanwege de BBB.

je geeft bv. L-DOPA, omdat dit via een L1 transporter wel door de BBB gaat

wat is de precursor van serotonine (5-HT)

L-tryptofaan

wat doet een MAOA met serotonine?

5-HT wordt door monoamine oxidase-A omgezet tot 5-hydroxyindolazijnzuur (deaminase)

wat kan er gebeuren met serotonine wanneer het in een synaptische spleet terecht komt?

- het bindt post-synaptisch of presynaptisch

- het bindt op een receptor op een astrocyt, oligodendrocyt of een microglia.

- het wordt door een SERT (serotonine reuptake transporter) terug in de presynaps, in een astrocyt of in een microglia gebracht.

- in de presynaps wordt het door MAO-A omgezet naar 5-HIAA

uit welke nuclei komen serotinerge neuronen?

waar bevinden deze nuclei zich?

Bij welk systeem behoren de serotinerge nuclei?

- in de rostrale en caudale raphe nuclei (raphe = naad; de kernen liggen op de middellijn)

- de rostrale raphe nucleus is het belangrijkste voor de hersenen en ligt in de pontiene reticulaire formatie. → deel RAS

- het is net als de ncl ceruleus en ncl. basalis van Meynert onderdeel van het reticulair activerend systeem.

welke behandelde nuclei behoren tot het reticulair activerend systeem?

de ncl. basalis van Meynert (ACh), de ncl. ceruleus (NOR) en de rostrale raphe nuclei (5-HT) (en nucleus tuberomammillaris (histamine))

waar staat 5-HT voor

5-hydroxytryptamine

naar welke onderdelen van de hersenen gaan serotinerge neuronen van het serotinerge systeem?

het serotinerge systeem is een van de meest breed verspreide modulerende systemen.

Het gaat naar o.a. thalamus, striatum, hippocampus, amygdala, gyrus cinguli, hypothalamus en er zijn heel veel neocorticale banen

hoeveel gekende serotonine receptoren zijn er en zijn deze metabotroop of ionotroop?

er zijn er 7 (met allerlei subtypes) waarvan alleen 3 een ligand gated ion channel is (ionotroop)

waar is receptor 5-HT subtype 1A bij betrokken?

angst en depressie.

agonisten werken anxiolitisch (angstwerend)

waar is receptor 5-HT subtype 1B bij betrokken?

impulsiviteit en agressie

voor wat worden agonisten van 5-HT 1B, D en F gebruikt?

Hoe heten deze geneesmiddelen?

de behandeling van migraine (de receptoren zitten buiten de hersenen (nociceptoren in de hersenvliezen))

tryptanen

wat gebeurt er bij overactiviteit van 5-HT 2A en C receptoren?

kan leiden tot een psychotische toestand met hallucinaties

op welke receptoren hebben hallucinogene substanties, zoals LSD, psilocine, mescaline en amfetaminederivaten invloed?

5-HT subtypes 2 (A en C)

welke serotonine receptor is betrokken bij de braakreflex en welk geneesmiddel onderdrukt dit?

5-HT subtype 3

ondancetron is een handig emeticum (=braakwerend) handig bij chemotherapie

bij wat zijn de receptoren 5-HT subtype 6 en 7 betrokken?

gemoed en stemming

limbisch systeem

wat is een SSRI?

geef een voorbeeld

een selective serotonine reuptake inhibitors

voorbeeld: fluoxetine --> prozak

wat is een SERT?

serotonine reuptake transporter

serotonine

- slaap-waak ritme

- onderdrukt REM slaap → eindigen

- migraine dr verhoogde activiteit raphe hormonen

wat is mescaline

een hallucigene stof die inwerkt op 5-HT subtype 2 receptoren

zijn MAO inhibitoren goede anti-depressiva?

ze worden niet meer gebruikt vanwege de vele bijwerkingen, omdat het ook een invloed heeft op DA, NOR en histamine

welke anti-depressiva worden tegenwoordig nog voorgeschreven en welke niet meer?

wel: SSRIs

niet meer: MAO inhibitoren en tricyclische anti-depressiva vanwege de bijweringen

stel je wilt de synaptische beschikbaarheid voor 5-HT en NOR verhogen tegen depressiviteit, wat gebruik je dan

SNRIs (selectieve NOR en serotonine reuptake inhibitors)

bv venlafaxine

Waarom duurt het zo lang voordat SSRIs werken?

het verhaal over serotonine is heel complex. Het gaat niet alleen om het verhogen van serotonine in de synaps.

zoals dit plaatje laat zien spelen er meer dingen een rol zoals BDNF (brain derived neurotrofic factor). De balans tussen celdood en neurogenese speelt dus ook een belangrijke rol in depressieve pathofysiologie.

waar zit de nucleus voor de histaminerge neurotransmissie?

in de nucleus tuberomammillaris in de posterieure hypothalamus.

het is ook weer deel van het reticulair activerend systeem

verstoorde noradrenerge neurotransmissie rol bij depressie

Het onderliggend mechanisme van effecten van neurofarmaca is soms moeilijk te achterhalen gezien de complexiteit van de neuronale circuits

histaminerge synapsen

thv nucleus tuberomammillaris in hypothalamus

welke histamine receptor is autoregulerend?

H3

histamine receproren in de hersenen

H1 → niet enkel in de hersenen → PLC act
→ antagonisten : moe

H2 → AC activatie

H3 → inhibeert H4 → autoreceptor

antihistaminica → allergische ritinis te behandelen → slaperige bijwerking

wat zullen gevolgen zijn van schade aan de rostrale pons en diëncephalon?

bewustzijnsverlies, omdat je het reticulair activerend systeem beschadigt.

welke modulerende neurotransmittersystemen zijn er actief tijdens de waaktoestand?

ACh, Nor, Da, 5-HT en His.

wat gebeurt er bij ontwaken?

ACh is de initiator van arousal, de thalamus poort zal openen. Orexines uit de laterale hypothalamus zullen de arousal response versterken.

Waar is Orexine bij betrokken en waar wordt het vrijgesteld

Het helpt bij het versterken van de arousal response bij het ontwaken.

Het wordt vrijgesteld uit de laterale hypothalamus

Hoe werkt het systeem van de beïndiging van de waaktoestand?

welke nuclei zijn hierbij betrokken?

gedurende de dag stapelt adenosine zich extracellulair op.

Met hulp van de SUPRACHIASMATISCHE NUCLEUS wordt de VENTROLATERALE PREOPTISCHE NUCLEUS in de hypothalamus geactiveerd. Deze laatste zal GABA en GALANINE vrijstellen en zullen in de pons en hypothalamus de arousalsystemen onderdrukken

welke 2 behandelde NTs induceren de slaap?

uit welke nucleus komt dit

GABA en galanine uit de ventrolaterale preoptische nucleus in de hypothalamus

welke NTs zijn er betrokken bij de initiatie en de inhibitie van de REM-slaap

ACh bij initiatie.

Serotonine bij inhibitie

welke NT zorgt voor spieratonie tijdens de REM-slaap?

Waar komen de neuronen die deze NT vrijstellen vandaan?

NOR uit de locus ceruleus

wat stimuleert de preoptische nucleus in de hypothalamus bij slaap initiatie?

adenosine versterkt door invloed uit de suprachiasmatische nucleus

welke soorten neuronen zijn glutamaterg?

pyramidale neuronen (lamina 2, 3 en 5 ( en 6)) en neuronen met dendritic spines (ook in hippocampus zeer belangrijk)

wat zijn aspiny cellen vaak?

interneuronen (dus wrs GABA-erg)

zijn basket cells glutamaterg?

Nee. Het zijn geen pyramidale cellen en ze hebben geen dendritic spines.