Neurobiologie samenvatting van deel 1 - Tip: gebruik het documentoverzicht om makkelijk naar - Studeersnel (2024)

Vak

Universiteit

Universiteit Utrecht

Geüpload door:

Aanbevolen voor jou

• 31NeurobiologieNeurobiologieCollege-aantekeningen100% (1)
• 33Neurobiologie SamenvattingenNeurobiologieSamenvattingen100% (2)

Reacties

Tip: gebruik het documentoverzicht om makkelijk naar onderwerpen te schakelen die je

• Hoofdstuk 2: Elektrische Signalen van Zenuwcellen moeilijk vindt :)
  • Membraanpotentialen
    • Rustpotentiaal
    • Receptorpotentiaal
    • Synaptische potentiaal
    • Actiepotentiaal
• Hoofdstuk 3: Spanningsafhankelijke Membraanpermeabiliteit
  • De verklaring voor een verhoogde Na+-permeabiliteit van de membraan
  • Voltage clamp method
  • Twee typen spanningsafhankelijke ion-stromen
  • Handig filmpje:
• Hoofdstuk 4: Ionkanalen en Transporters
  • Ligand-gated ion channels
  • Thermogevoelige en mechano gevoelige kanalen
    • Actieve transporters
      • 1. ATPase pompen
        • Na+/K+-pomp
        • Ca2+-pomp
      • 2. Ion exchangers
        • Antiporters
        • Co-transporters
• Hoofdstuk 5: Synaptische Transmissie
  • Elektrische synapsen
  • Chemische synapsen
  • Neurotransmitters
  • End plates
  • De rol van calcium
  • Synaptic vesicle cycle
  • Neurotransmitter receptoren
  • transmissie Postsynaptische membraan permeabiliteit veranderd gedurende synaptische
• Hoofdstuk 6: Neurotransmitters en Receptoren
  • Acetylcholine (ACh)
    • Nicotinerge receptoren (nAChR) (ionotroop)
    • Muscarinerge receptoren (mAChR) (metabotroop)
  • Glutamaat
    • AMPA receptoren
    • NMDA receptoren
    • kainaat receptoren
  • GABA
    • GABAA (ionotroop)
    • GABAB (metabotroop)
  • Glycine
  • Biogene amines
    • Dopamine
    • Norepinephrine (noradrenaline)
    • Epinephrine (adrenaline)
    • Histamine
    • Serotonine
    • ATP en andere purines
  • Tabel met receptor klassen
  • Peptide neurotransmitters
  • Niet-conventionele neurotransmitters
• Hoofdstuk 7: Moleculaire Signalering Binnen Neuronen
  • Signaalmoleculen
    • Cel-impermeante moleculen
    • Cel-permeante moleculen
    • Cel-geassocieerde moleculen
  • Receptors
    • Kanaal-gelinkte receptoren (of ligand gated ion-channels)
    • Enzym-gekoppelde receptoren
    • G-eiwit-gekoppelde receptoren (AKA metabotrope receptoren)
    • Intracellulaire receptoren
  • G-eiwitten en hun targets
    • Heterotrimere G-eiwitten
    • Monomere G-eiwitten
  • Second Messengers
    • Calcium
    • Cyclische nucleotiden
    • Diacylglycerol en IP3
  • Proteïne kinases
    • cAMP-afhankelijke proteïne kinases (PKA)
  • De thalamus
  • De hypothalamus
  • De epifyse (of epithalamus)
• Cerebrale hemisferen (AKA hersenhelften)
  • De primaire cortex van het cerebrum
    • Lagen van de cortex
• Hippocampus
• Cerebrale nuclei
• Bloedcirculatie in de hersenses
  • Cirkel van Willis
  • De bloedhersenbarrière
• Liquor cerebrospinalis
• De meningen

Hoofdstuk 2: Elektrische Signalen van Zenuwcellen

Membraanpotentialen

Een membraanpotentiaal geeft een verschil in lading tussen de binnenkant en debuitenkant van een cel aan. De membraanpotentiaal kan in een fractie van een secondeveranderen. Er worden verschillende potentialen onderscheiden: 1. Rustpotentiaal De rustpotentiaal is een spanning die constant gegenereerd wordt wanneer een membraan zich in rusttoestand bevindt. 2. Receptorpotentiaal Een receptorpotentiaal is een elektrisch signaal die ontstaat door sensorische input (zoals geluid, licht, druk en warmte). Hoe sterker de input hoe groter de potentiaal wordt. 3. Synaptische potentiaal Synaptische potentialen faciliteren signaaloverdracht van het ene neuron naar het andere neuron. Deze potentialen komen voornamelijk in dendrieten voor. 4. Actiepotentiaal Actiepotentialen worden gegenereerd door receptor-/synaptische potentialen en zorgen voor transmissie over lange afstanden. Het gaat dan ook via axonen. Er is een drempel die bereikt moet worden om een actiepotentiaal te genereren. Wordt die drempel bereikt dan ontstaat een actiepotentiaal, if not dan niet dus. Dit zorgt voor het alles-of niets karakter van een actiepotentiaal.Er kunnen verschillende veranderingen in membraanpotentiaal voorkomen. Eendepolarisatie houdt in dat de membraanpotentiaal positiever wordt, bij eenhyperpolarisatie wordt deze juist negatiever.Wanneer de concentratie van K+ in de cel tien keer hoger is dan buiten de cel dan is deelektrische potentiaal van de binnenkant negatief relatief tot de buitenkant. Dit is zodoor de elektrische potentiaal die gegenereerd wordt doordat de kaliumionen met hungradiënt mee stromen en hun lading meenemen.Bij elektrochemisch evenwicht is er een balans tussen concentratiegradiënt van K +(waardoor K+ van binnen naar buiten stroomt) en de tegenovergestelde elektrischegradiënt over de membraan die de flux van K+ tegen gaat.

Hoofdstuk 3: Spanningsafhankelijke MembraanpermeabiliteitDe permeabiliteit van membranen voor ionen zoals kalium en natrium is afhankelijk vande spanning over de membraan.

De verklaring voor een verhoogde Na+-permeabiliteit van de membraan

Actiepotentialen worden alleen geïnitieerd wanneer de neuronale membraan potentiaalpoIsitiever wordt dan de threshold.

Voltage clamp method

Met de voltage clamp method is het mogelijk om een membraanpotentiaal te regulerenen tegelijkertijd de permeabiliteit verandering te meten.De methode werkt als volgt: 1) Een elektrode die in een cel geplaatst wordt meet de membraanpotentiaal. 2) De membraanpotentiaal wordt in een voltage clamp amplifier vergeleken met een zelf ingestelde potentiaal, de command potential. 3) Wanneer de Vm afwijkt van de command potential wordt er een stroom de cel in geïnjecteerd door een tweede elektrode. 4) De stroom die de cel in gaat om de potentialen gelijk te houden kan gemeten worden. Zo kan de invloed van de membraanpotentiaal op ionstroom bekeken worden.

Twee typen spanningsafhankelijke ion-stromen

1. Natrium-stroom de cel in
2. Kalium-stroom de cel uitEerst stroomt natrium de cel in en een beetje later stroomt kalium de cel uit. Deionstromen ontstaan door een verandering in membraan geleiding (LET OP: Dit lijkt opmembraanpermeabiliteit maar het is net iets anders: van uit elektrochemie is hetlogischer om het geleiding te noemen).𝐼"#$ = 𝑔 "#$ (𝑉% − 𝐸"#$ )𝐼"#$ = 𝐼𝑜𝑛 𝑠𝑡𝑟𝑜𝑜𝑚𝑔"#$ = 𝑔𝑒𝑙𝑒𝑖𝑑𝑖𝑛𝑔𝑉% = 𝑀𝑒𝑚𝑏𝑟𝑎𝑎𝑛 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎𝑎𝑙𝐸"#$ = 𝐸𝑣𝑒𝑛𝑤𝑖𝑐ℎ𝑡𝑠𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑛 𝑖𝑜𝑛

Handig filmpje:

youtube/watch?v=BbUcWbtVjTEPSP = Excitatory PostSynaptic Potential (bij depolarisatie)

IPSP = Inhibitory PostSynaptic Potential (bij hyperpolarisatie)

Mechano gevoelige kanalen komen bijvoorbeeld voor in je oor, deze kunnengeluidsgolven waarnemenActieve transportersActieve transporters onderhouden ion gradiënten. Er zijn twee groepen actievetransporters:

1. ATPase pompenDeze pompen halen hun energie uit ATP-hydrolyse (surprise). Twee bekende ATPasepompen zijn:Na+/K+-pompNa+ /K+ - pompCa2+ - pompEr zijn twee verschillende Ca2+ - pompen.

K K

NNNAD

SERCA (.. Reticulum Ca) PMCA (PlasmaMembrane Ca) 2. Ion exchangersDeze actieve transporter maakt gebruik van de gradiënt van andere ionen om eenbepaald ion te transporteren. Ook hier worden verschillende groepen onderscheiden.AntiportersAntiporters wisselen intracellulaire en intercellulaire ionen uit (Na+ /Ca2+ - exchanger,Na+ /H+ - exchanger).Co-transportersDragen meerdere ionen naar dezelfde richting (Na+ /K+ /Ca2+ co-transporter). Er kunnenook neurotransmitters mee getransporteerd worden.CytoplLumeCACytopl

ECM

een presynaptisch neuron die een kortdurende depolarisatie van de postsynaptischespiervezel veroorzaakt. Wanneer een postsynaptische potentiaal getriggerd wordt doorde EPP zal de spiervezel gaan contracteren.

De rol van calcium

Calcium speelt een belangrijke rol in de afgifte van neurotransmitters. Presynaptischeactiepotentialen openen Ca2+ - kanalen, waardoor calcium de presynaptische terminal instroomt.

Synaptic vesicle cycle

Synaptische vesicles worden gerecycled. Dit gaat als volgt: 1) Fusie met presynaptische membraan 2) Budding van membraan 3) Fusie met endosoom in presynaptische terminal 4) Budding van endosoom 5) Docking 6) PrimingDe endocytose bestaat uit 1 t/m 3, de exocytose bestaat uit 4 t/m 6.Na de vorming van nieuwe vesicles worden deze opgeslagen in een reservepool in hetcytoplasma totdat ze nodig zijn voor het vrijkomen van neurotransmitters. Deprecursors voor synaptische vesicles worden gemaak in het ER en in het Golgi apparaat.Er zijn verschillende eiwitten betrokken bij de synaptische vesicle cyclus: Eiwit Functie Synapsine Bindt vesicles in de reservepool aan elkaar door ze te cross-linken. Wanneer synapsines gefosforyleerd worden laten ze de vesicles los. NSF (NEM-sensitive fusion protein) Deze ATPase maakt de fusie van vesicles met de membraan van het golgi mogelijk en is nodig voor het primen van synaptische vesicles. SNAPs (soluble NSF- attachment proteins) Zelfde als NSF (is alleen geen ATPase). SNAREs (SNAP receptors) Worden gereguleerd door NSF en SNAPs en zijn belangrijk voor het docken van vesicles. Interacteren met nog allerlei andere priming-eiwitten. Brengen de synaptische membranen naar de plasmamembraan.

SNARE: Synaptobrevine Een SNARE die in de membraan van synaptische vesicles gevonden wordt.SNARE: Syntaxine Een SNARE die op het plasmamembraan gevonden wordt.SNARE: SNAP- 25 Een SNARE die op het plasmamembraan gevonden wordt.Synaptotagmine Te vinden in de membraan van synaptische vesicles. Bindt Ca2+ en signaleert de toename van Ca2+ . Is nodig voor de fusie van de synaptische membraan met de plasmamembraanClathrine Is nodig voor de endocytotische budding. Vormt een jasje om de vesicle membraan.Dynamine Nodig voor het afsnoeren van de nieuwe vesicles van

De thalamus

Actine Transporteert de nieuwe vesicles door de cel.Hsc70 ATPase die clathrine coat van de afgesnoerde vesicles verwijderd. (Synaptojanine is hier ook bij betrokken)Auxiline Co-factor die Hsc70 naar de vesicles leidt.

Neurotransmitter receptoren

Er worden twee groepen receptoren onderscheiden: 1) Ionotrope receptoren AKA ligand-gated ion channels ○ Binden een neurotransmitter en openen waardoor ionen er doorheen kunnen stromen (zie ook H4). 2) Metabotrope receptoren AKA G-eiwit-gekoppelde receptoren ○ Hebben zelf geen ionkanaal maar beïnvloeden een kanaal door de activatie van G-eiwitten.

transmissie Postsynaptische membraan permeabiliteit veranderd gedurende synaptische

transmissieDe end plate current (EPC) ontstaat in de postsynaptische terminal nadat vrijgekomenneurotransmitters een grote hoeveelheid kanalen openen. Door de EPC depolariseertde postsynaptische membraan potentiaal. Die verandering is dan ook de EPP.

• In een gliacel wordt glutamaat omgezet in glutamine dat vervolgens door de system N transporter 1 (SN1) de gliacel uit kan gaan.
• Via een system A transporter (SAT2) wordt glutamine weer opgenomen in

De hypothalamus

De glutamaat-glutamine cyclus.Er zijn verschillende ionotrope glutamaat receptoren, die allemaal na binding van

Glutamaat

1. AMPA receptorenAMPA receptoren geven een grote en korte excitatory postsynaptisch current (EPSC) af.De receptoren kunnen bestaan uit vier verschillende subunits (GluA1 t/m GluA4). Het iseen tetrameer. Wanneer glutamaat aan het ligand bindende domein (LBD) bindt (meteen “clamshell” vorm) ondergaat de receptor een conformatieverandering waardoor hetkanaal open gaat voor Na+ en K+ .

2. NMDA receptorenNMDA receptoren geven een zwakke en langdurige EPSC af. De kanalen openen voorNa+ , K+ en voor Ca2+ . De calcium die de postsynaptische terminal instroomt werktvervolgens als second messenger. NMDA receptoren zijn spanningsafhankelijk doordattijdens hyperpolarisatie Mg2+ gebonden zit en dit de porie blokkeert. Bij depolarisatiewordt Mg2+ uit de porie geduwd en kunnen kationen door de receptor stromen. NMDAreceptoren zijn waarschijnlijk betrokken bij synaptische plasticiteit (zie hoofdstuk 8).

3. kainaat receptorenKainaat receptoren geven net zoals NMDA receptoren een zwakke en langdurige EPSCaf.Voor glutamaat bestaan ook metabotrope receptoren: mGluRs. Er zijn drie klassen (intotaal 8 soorten (mGluR 1 t/m mGluR 8 ) die verschillen in de manier waarop zeintracellulair aan signaaltransductie pathways koppelen. mGluRs kunnen excitatory ofinhibitory zijn. Ze remmen Ca2+ - en Na+ - kanalen.

GABA

• Is een inhibitory transmitter.
• GABA wordt gesynthetiseerd uit glutamaat door glutaminezuur decarbocylase (GAD).
• Na de synthese van GABA wordt het synaptische vesicles in getransporteerd door een vesicular inhibitory amino acid transporter (VIAAT).
• Voor het verwijderen van GABA hebben neuronen en gliacellen Na+ - afhankelijke co-transporters. GABA wordt na het transport de cel in afgebroken tot succinaat. - Het kan ook via andere pathways, waarin waaronder 𝛾-hydroxybutyraat gemaakt wordt, zie figuur aan de rechterzijde. -Er zijn twee typen postsynaptische GABA receptoren:

1. GABAA (ionotroop)Dit zijn GABA-gated anion kanalen, waardoor Cl- de cel in kan stromen. Meestalinhibeert Cl- de cel. Soms, in gevallen waar de Cl - concentratie in de cel hoog is in plaatsvan laag, werkt de instroom van Cl- juist exciterend.Er zijn 19 verschillende GABAA - subunits die een pentameer kunnen vormen inverschillende combinaties dus.
2. GABAB (metabotroop)Ook deze receptoren zijn inhiberend. Inhibitie door GABAB is te danken aan de activatievan K+ kanalen en het blokkeren van Ca+ - kanalen.

• Door norepinephrine transporters (NEPs) wordt norepinephrine weer weggevangen. - NET is een target van amphetamine.
• Wordt, net als dopamine, afgebroken door MAO en COMT.
• G-eiwit gekoppelde receptoren Epinephrine (adrenaline)
• Adrenaline wordt ook met VMATs de synaptische vesicles in gebracht.
• Belangrijk bij de regulatie van ademhaling en bloedcirculatie.
• Metabotroop Histamine
• Belangrijk bij opwinding en bij aandacht hebben voor iets
• Wordt gesynthetiseerd uit het aminozuur histidine door een histidine decarboxylase en wordt ook weer met VMAT de synaptische vesicles in gebracht.
• Wordt afgebroken door histamine methyltransferase en MAO
• Er zijn vier histamine receptoren bekend, deze zijn allemaal metabotroop. Serotonine
• Wordt gesynthetiseerd uit tryptofaan in het plasmamembraan van een neuron door tryptofaan- 5 - hydroxylase.
• Ook serotonine wordt door VMAT opgenomen in synaptische vesicles.
• Serotonine wordt weer heropgenomen door de zenuwuiteinden door serotonine transporters (SERTs).
• Antidepressiva inhiberen de heropname van serotonine door SERTS. Deze antidepressiva heten selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs).
• Er zijn veel serotonine receptoren bekend, waarvan de meeste metabotroop zijn. ATP en andere purines
• ATP bevindt zich in alle synaptische vesicles en wordt dus met alle andere neurotransmitters mee uitgescheiden.
• ATP is een excitatory neurotransmitter in motorneuronen en sensorische en autonome ganglia.
• Vrijgekomen ATP wordt vaak omgezet in adenine.
• Er bestaan ionotrope (P2X receptoren) en metabotrope receptoren voor.

Tabel met receptor klassen

Check of je alle receptoren terug kunt vinden in de tabel en herhaal de eigenschappenper receptor even:

Metabotrope receptorenIonotrope receptoren

Neurotransmitters

• Voor de synthese van peptide neurotransmitters worden vaak eerst pre- propeptides, grote precursor-eiwitten, gemaakt in het ruw ER. - Wanneer de pre-propeptides het ER uit zijn getransporteerd gaat er een signaalsequentie af en dan heten ze propeptides.