In de periferie eindigen de axonen van nociceptoren in vrije zenuwuiteinden- de niet-gespecialiseerde zenuwuiteinden in de huid. Er kan een grove indeling worden gemaakt naar gelang het type axon. Aδ-mechanosensitieve en mechanothermische axonen zijn gemyeliniseerd en conductie vindt plaats met een snelheid van 2 m/s; de conductie van ongemyeliniseerde C-axonen bedraagt minder dan 2 m/s. De C-axonen maken deel uit van de groep polymodale nociceptoren.
Over het algemeen geldt: de transmissie van nociceptie verloopt traag, anders dan de transmissie van somatosensibele informatie.
Stimulatie van het receptief veld, waarbij overschrijding van de drempelwaarde Aδ-vezels activeert, roept een primaire, scherpe pijn op ("first pain"); wordt de intensiteit van de stimulus versterkt, dan worden de C-vezels actief, waardoor een langdurige, zeurende pijn ("second pain") wordt opgeroepen.
Discriminatieve component. Noxius.
Tractus dorsolaterlis Lissauer (anterolateralis- tractus spinothalamicus)
De sensibel-discriminatieve component (locus, intensiteit en kwaliteit van de onaangename ("noxius"= noci = pijnlijke, gevaarlijke) stimulans) volgt de tractus lateralis, te beginnen in de ganglia van de dorsale wortel. Onthoud: L1- L5 ontvangt vitale informatie over het onderlichaam, C3- C7 ontvangt vitale informatie over het bovenlichaam, exclusief het gezicht. De nociceptoren hebben met overige sensibele neuronen gemeen, dat zij axonen via de dorsale hoorn projecteren. Voordat de substantia grisea van de dorsale hoorn door de axonen wordt bereikt, worden de collateralen van axonen over de loop van twee segmenten in dalende en stijgende banen verspreid (Lissauer). Binnen de substantia grisea van de dorsale hoorn, wordt contact gemaakt met de laminae van Rexed.
De axonen van deze neuronen van de tweede orde kruisen over de middellijn en worden in opstijgende banen, anterolateraal aan contralaterale zijde, via de tractus spinothalamicus, richting de hersenstam en de nucleus ventralis posterolateralis thalami geprojecteerd.
Karakteristiek voor vitale sensibiliteit en pijn is dat een laesie resulteert in een verlies van juiste sensatie aan contralaterale zijde onder het niveau van de laesie; de zenuwbanen kruisen immers al in de medulla spinalis, anders dan bij mechanosensibiliteit. De zenuwbanen voor de gnostische sensibiliteit stijgen ipsilateraal op en een laesie resulteert dan ook in uitval van sensatie aan dezelfde zijde onder het niveau van de laesie.
Affectief-motivationele component. Nuclei parabrachiales. Formatio reticularis.
De axonen van lamina I van de dorsale hoorn, worden via de tractus anterolateralis geprojecteerd richting de medulla (caudaal); vervolgens worden zij geprojecteerd naar de reticulaire formatie. De nuclei parabrachiales zijn gesitueerd op de kruising van de pons met mesencephalon reticulaire formatie, in de nabijheid van de pedunculus cerebellaris superior. De neuronen in de nuclei parabrachiales projecteren hun axonen richting hypothalamus en amygdala. Ook wordt er geprojecteerd richting PAG, substantia grisea centralis, voor de controle van activiteit in aflopende richting.
Projecties van lamina V naar nuclei intralaminares thalami.
De tractus anterolateralis projecteert naar de nuclei thalami, mediaal gelegen ten opzichte van de nucleus ventralis posterior thalami en de nuclei intralaminares thalami. Vanaf deze nuclei worden signalen afgegeven aan de frontaalkwab, de insula en de cortex cingularis.
vrijdag 21 oktober 2016
zondag 16 oktober 2016
Sagittale coupe: craniale zenuwen
I Nervus olfactorius
II Nervus opticus
III Nervus oculomotorius
IV Nervus trochlearis
V Nervus trigeminus
VI Nervus abducens
VII Nervus hypoglossus
VIII Nervus facialis
IX Nervus vestibulocochlearis
X Nervus glossopharyngeus
XI Nervus vagus
XII Nervus cervicalis 1
XIII Nervus accessorius
vrijdag 14 oktober 2016
Long Term Potentiation uitgelegd: synaptische plasticiteit
LTP in de hippocampale formatie
Sterke depolarisatie in de postsynaptische membraan is het sleutelbegrip. Neem de Schaffercollateralen als uitgangspunt. LTP treedt slechts op indien de postsynaptische cel sterk gedepolariseerd raakt en indien de activiteiten in de pre- en postsynaptische cel vrijwel simultaan plaatsvinden (de depolarisatie van de postsynaptische cel geschiedt binnen 100 ms ná de exocytose). LTP regardeert alleen de actieve synapsen van het betreffende neuron. Door dit mechanisme wordt informatie selectief opgeslagen. Welk proces in CA1 heeft meer effect: sterke, specifieke stimulatie met LTP van één actieve synaps (site 1) tot gevolg, of sterke stimulatie van site 1 en zwakke, maar wel simultane stimulatie van site 2? De tweede optie: de associativiteit van site 1 en 2 impliceert versterking van LTP.
AMPA en NMDA
Gedurende de rustpotentiaal is het NMDA-kanaal in de postsynaptische membraan, geblokkeerd door Mg2+. Dit magnesiumblok verhindert de influx van Ca2+-ionen. De excitatoire transmitter glutamaat bindt aan NMDA- en AMPA-receptoren. Het geblokkeerde NMDA-kanaal is voltage-gated; sterke depolarisatie brengt veranderingen in de synaps teweeg (zie eerder bericht: actiepotentiaal en synaptische transmissie). Sterke stimulatie en daarmee een in duur toegenomen depolarisatie bewerktstelligt de verwijdering van het magnesiumblok uit het NMDA-kanaal.
De influx van calciumionen in het NMDA-kanaal en daarmee een toename van de concentratie van positief geladen Ca2+-ionen in de dendrieten van het postsynaptisch neuron, leidt tot LTP. Twee processen zijn noodzakelijk voor LTP: duidelijk is dat het NMDA-kanaal slecht geopend kan worden indien glutamaat aan de ligand bindt en indien simultaan (binnen het tijdsbestek van 100 ms) depolarisatie in het postsynaptisch neuron optreedt.
Terug naar site 1 en 2. Site 1 wordt sterk gestimuleerd. De zwakke stimulatie van site 2 is voldoende voor een exocytose van glutamaat, maar het Mg2+-blok zal niet uit het NMDA-kanaal gedreven worden. De simultane, krachtige stimulatie van site 1 zorgt echter wel voor de nodige depolarisatie.
Second messengers
Een logisch gevolg is dat synaptische transmissie wordt bevorderd door de influx van Ca2+ in de postsynaptische cel, via geactiveerde NMDA-kanalen. Calciumionen worden aangetrokken door de "second messengers" CaMKII (Ca2+ calmoduline kinase) en proteïne kinase C (PKC). De bevordering van LTP heeft retrograde transmissie (dus richting de site van de synaptische transmissie) tot effect. De synaptische plasticiteit (uitdrukking van LTP) wordt duidelijk, als blijkt dat nieuwe AMPA-receptoren in de postsynaptische membraan worden geïnstalleerd. De additieve AMPA-receptoren zouden synaptische transmissie versterken voor de duur van de LTP.
Sterke depolarisatie in de postsynaptische membraan is het sleutelbegrip. Neem de Schaffercollateralen als uitgangspunt. LTP treedt slechts op indien de postsynaptische cel sterk gedepolariseerd raakt en indien de activiteiten in de pre- en postsynaptische cel vrijwel simultaan plaatsvinden (de depolarisatie van de postsynaptische cel geschiedt binnen 100 ms ná de exocytose). LTP regardeert alleen de actieve synapsen van het betreffende neuron. Door dit mechanisme wordt informatie selectief opgeslagen. Welk proces in CA1 heeft meer effect: sterke, specifieke stimulatie met LTP van één actieve synaps (site 1) tot gevolg, of sterke stimulatie van site 1 en zwakke, maar wel simultane stimulatie van site 2? De tweede optie: de associativiteit van site 1 en 2 impliceert versterking van LTP.
AMPA en NMDA
Gedurende de rustpotentiaal is het NMDA-kanaal in de postsynaptische membraan, geblokkeerd door Mg2+. Dit magnesiumblok verhindert de influx van Ca2+-ionen. De excitatoire transmitter glutamaat bindt aan NMDA- en AMPA-receptoren. Het geblokkeerde NMDA-kanaal is voltage-gated; sterke depolarisatie brengt veranderingen in de synaps teweeg (zie eerder bericht: actiepotentiaal en synaptische transmissie). Sterke stimulatie en daarmee een in duur toegenomen depolarisatie bewerktstelligt de verwijdering van het magnesiumblok uit het NMDA-kanaal.
De influx van calciumionen in het NMDA-kanaal en daarmee een toename van de concentratie van positief geladen Ca2+-ionen in de dendrieten van het postsynaptisch neuron, leidt tot LTP. Twee processen zijn noodzakelijk voor LTP: duidelijk is dat het NMDA-kanaal slecht geopend kan worden indien glutamaat aan de ligand bindt en indien simultaan (binnen het tijdsbestek van 100 ms) depolarisatie in het postsynaptisch neuron optreedt.
Terug naar site 1 en 2. Site 1 wordt sterk gestimuleerd. De zwakke stimulatie van site 2 is voldoende voor een exocytose van glutamaat, maar het Mg2+-blok zal niet uit het NMDA-kanaal gedreven worden. De simultane, krachtige stimulatie van site 1 zorgt echter wel voor de nodige depolarisatie.
Second messengers
Een logisch gevolg is dat synaptische transmissie wordt bevorderd door de influx van Ca2+ in de postsynaptische cel, via geactiveerde NMDA-kanalen. Calciumionen worden aangetrokken door de "second messengers" CaMKII (Ca2+ calmoduline kinase) en proteïne kinase C (PKC). De bevordering van LTP heeft retrograde transmissie (dus richting de site van de synaptische transmissie) tot effect. De synaptische plasticiteit (uitdrukking van LTP) wordt duidelijk, als blijkt dat nieuwe AMPA-receptoren in de postsynaptische membraan worden geïnstalleerd. De additieve AMPA-receptoren zouden synaptische transmissie versterken voor de duur van de LTP.
maandag 10 oktober 2016
Elektrofysiologie: membraanpotentiaal
De rustpotentiaal van de membraan van het neuron is gewoonlijk negatief en bedraagt tussen de -40 en -90 mV; ga uit van een gemiddelde van -65 milliVolt.
Twee procesmatige regels liggen ten grondslag aan het genereren van een elektrische potentialen over de membranen van neuronen:
1. De concentratie van bepaalde ionen binnen en buiten de membraan verschilt;
2. Membranen zijn selectief permeabel voor specifieke ionen.
Ionen kunnen niet tegen de concentratiegradiënt in bewegen; daartoe bestemde eiwitten in de membraan, de zogeheten "iontransporters", worden geactiveerd om de ionen tegen de concentratiegradiënt in, de membraan te laten passeren. Het ion bindt aan de iontransporter, waarop de iontransporter "omklapt" om het ion tegen de gradiënt in te bewegen. De iontransporter creëert hierbij een concentratiegradiënt.
Ionkanalen zijn selectief permeabel. De concentratiegradiënt die is gegenereerd door de iontransporter, maakt diffusie van ionen via de ionkanalen mogelijk (in- of efflux). De wisselwerking tussen de iontransporter en het ionkanaal houdt de membraanpotentiaal in evenwicht.
Het cytoplasma buiten de membraan is negatief geladen, het plasma binnen de membraan is positief geladen door de aanwezigheid van K-ionen. De K-ionen vloeien af door diffusie; er ontstaat een spanningsverschil doordat het cytoplasma binnen de membraan meer negatief geladen raakt: gebruik voor het spanningsverschil de formule [K+]2/[K+]1 (Wet van Nernst).
Logischerwijs wordt een evenwicht bereikt tussen en vanwege twee elektrochemische mechanismen:
1. De concentratiegradiënt buiten het cytoplasma van de membraan trekt positief geladen kaliumionen aan (elektrostatische druk, zie rustpotentiaal en actiepotentiaal);
2. De elektrische gradiënt buiten de celmembraan trekt de kaliumionen niet langer aan.
Waarom wordt geen significant potentiaalverschil teweeggebracht? Onthoud dat de concentratie kaliumionen binnen en buiten de membraan in evenwicht wordt gehouden door de aanwezigheid van negatief geladen chlorideionen. Gebruik in de berekening van de potentiaal een tienvoud (Log [K+]2/[K+]1) om betrouwbare waarden te verkrijgen.
Twee procesmatige regels liggen ten grondslag aan het genereren van een elektrische potentialen over de membranen van neuronen:
1. De concentratie van bepaalde ionen binnen en buiten de membraan verschilt;
2. Membranen zijn selectief permeabel voor specifieke ionen.
Ionen kunnen niet tegen de concentratiegradiënt in bewegen; daartoe bestemde eiwitten in de membraan, de zogeheten "iontransporters", worden geactiveerd om de ionen tegen de concentratiegradiënt in, de membraan te laten passeren. Het ion bindt aan de iontransporter, waarop de iontransporter "omklapt" om het ion tegen de gradiënt in te bewegen. De iontransporter creëert hierbij een concentratiegradiënt.
Ionkanalen zijn selectief permeabel. De concentratiegradiënt die is gegenereerd door de iontransporter, maakt diffusie van ionen via de ionkanalen mogelijk (in- of efflux). De wisselwerking tussen de iontransporter en het ionkanaal houdt de membraanpotentiaal in evenwicht.
Het cytoplasma buiten de membraan is negatief geladen, het plasma binnen de membraan is positief geladen door de aanwezigheid van K-ionen. De K-ionen vloeien af door diffusie; er ontstaat een spanningsverschil doordat het cytoplasma binnen de membraan meer negatief geladen raakt: gebruik voor het spanningsverschil de formule [K+]2/[K+]1 (Wet van Nernst).
Logischerwijs wordt een evenwicht bereikt tussen en vanwege twee elektrochemische mechanismen:
1. De concentratiegradiënt buiten het cytoplasma van de membraan trekt positief geladen kaliumionen aan (elektrostatische druk, zie rustpotentiaal en actiepotentiaal);
2. De elektrische gradiënt buiten de celmembraan trekt de kaliumionen niet langer aan.
Waarom wordt geen significant potentiaalverschil teweeggebracht? Onthoud dat de concentratie kaliumionen binnen en buiten de membraan in evenwicht wordt gehouden door de aanwezigheid van negatief geladen chlorideionen. Gebruik in de berekening van de potentiaal een tienvoud (Log [K+]2/[K+]1) om betrouwbare waarden te verkrijgen.
Abonneren op:
Posts (Atom)