Zenuwstelsel en zintuigen – synaptische plasticiteit
SYNAPTISCHE PLASTICITEIT
Basisconcept
- Synaptische plasticiteit = vermogen
van synapsen om hun efficiëntie en
eigenschappen aan te passen,
communicatie versterken of verzwakken
- Belang: basis voor geheugen (korte
termijn & lange termijn)
- Synaptisch contact: kan op elk deel van neuron, bv axon initieel segment (AIS), maar
hoofdzakelijk op dendrieten
- Deze smv gaat over korte termijn synaptische plasticiteit
Mechanisme van synaptische transmissie
- Actiepotentiaal (Na+ en K+ gedreven) bereikt presynaptisch uiteinde
- Depolarisatie → spanningsgevoelige Ca²⁺-kanalen openen
- Ca²⁺ influx → stijging intracellulaire Ca²⁺
- Ca²⁺ triggert vesikelfusie → neurotransmitter vrijgesteld
- Neurotransmitter diffundeert in synaptische spleet (~30 nm)
- Activatie van postsynaptische receptoren (ionotroop en metabotroop receptoren)
- Signaal stopt door
o Presynaptisch: veel K+, weinig Ca2+
o Synaptische spleet: afbraak, re-uptake of diffusie neurotransmitter
Variabiliteit van synapsen
- Grootte van contact
- Type neurotransmitter
- Type en hoeveelheid postsynaptische receptoren
- Efficiëntie transmissie
- Mechanisme en graad van plasticiteit
1
, Zenuwstelsel en zintuigen – synaptische plasticiteit
Chemische synaps
- Exciterend (EPSP = excitatory post synaptic potential) of inhiberend (IPSP)
o EPSP = membraanpotentiaal wordt positiever
o IPSP = membraanpotentiaal wordt negatiever
- Amplitude EPSP/IPSP: 0.01 mV – enkele mV
- 1 EPSP onvoldoende voor AP (zeker 10 mV nodig) → sommatie nodig:
o Ruimtelijke sommatie: meerdere synapsen tegelijk
o Tijdelijke sommatie: opeenvolgende signalen op dezelfde synaps
- Factoren die PSP bepalen
o Hoeveelheid en types neurotransmitters
o Tijd dat neurotransmitter aanwezig blijft (re-uptake, afbraak, diffusie)
o Aantal, type en activiteit van receptoren
o Afstand synaps tot axonheuvel (soma)
Dendrieten en signaalverweking
- Niet-gemyeliniseerd → lekke kabels
o Lage membraanweerstand (Rm) → attenuatie (verzwakking)
- Signaalattenuatie afhankelijk van lengteconstante λ:
o 𝜆 ∝ √𝑎
▪ Hoe groter straal, hoe minder attenuatie
𝑎𝑅𝑚
o 𝜆=√
2𝑅𝑖
▪ Met a = straal van dendriet; Rm = membraanweerstand; Ri = interne weerstand
- Passieve kabels: meeste dendrieten vuren geen AP (uitz. Purkinje-cellen)
- Werken als low-pass filter
o Snelle signalen verzwakken, veel amplitudeverlies
o Voorkomt backpropagatie van AP vanuit AIS
o Zwakke signalen propageert zonder veel amplitudeverlies
- Lekstroom ∝ Icapaciteit:
o Amplitude Icapaciteit ∝ dV/dt (verandering in tijd)
o Traag signaal → minder attenuatie dan snel signaal
▪ Lengteconstante verschillend voor snel en traag signaal
2
SYNAPTISCHE PLASTICITEIT
Basisconcept
- Synaptische plasticiteit = vermogen
van synapsen om hun efficiëntie en
eigenschappen aan te passen,
communicatie versterken of verzwakken
- Belang: basis voor geheugen (korte
termijn & lange termijn)
- Synaptisch contact: kan op elk deel van neuron, bv axon initieel segment (AIS), maar
hoofdzakelijk op dendrieten
- Deze smv gaat over korte termijn synaptische plasticiteit
Mechanisme van synaptische transmissie
- Actiepotentiaal (Na+ en K+ gedreven) bereikt presynaptisch uiteinde
- Depolarisatie → spanningsgevoelige Ca²⁺-kanalen openen
- Ca²⁺ influx → stijging intracellulaire Ca²⁺
- Ca²⁺ triggert vesikelfusie → neurotransmitter vrijgesteld
- Neurotransmitter diffundeert in synaptische spleet (~30 nm)
- Activatie van postsynaptische receptoren (ionotroop en metabotroop receptoren)
- Signaal stopt door
o Presynaptisch: veel K+, weinig Ca2+
o Synaptische spleet: afbraak, re-uptake of diffusie neurotransmitter
Variabiliteit van synapsen
- Grootte van contact
- Type neurotransmitter
- Type en hoeveelheid postsynaptische receptoren
- Efficiëntie transmissie
- Mechanisme en graad van plasticiteit
1
, Zenuwstelsel en zintuigen – synaptische plasticiteit
Chemische synaps
- Exciterend (EPSP = excitatory post synaptic potential) of inhiberend (IPSP)
o EPSP = membraanpotentiaal wordt positiever
o IPSP = membraanpotentiaal wordt negatiever
- Amplitude EPSP/IPSP: 0.01 mV – enkele mV
- 1 EPSP onvoldoende voor AP (zeker 10 mV nodig) → sommatie nodig:
o Ruimtelijke sommatie: meerdere synapsen tegelijk
o Tijdelijke sommatie: opeenvolgende signalen op dezelfde synaps
- Factoren die PSP bepalen
o Hoeveelheid en types neurotransmitters
o Tijd dat neurotransmitter aanwezig blijft (re-uptake, afbraak, diffusie)
o Aantal, type en activiteit van receptoren
o Afstand synaps tot axonheuvel (soma)
Dendrieten en signaalverweking
- Niet-gemyeliniseerd → lekke kabels
o Lage membraanweerstand (Rm) → attenuatie (verzwakking)
- Signaalattenuatie afhankelijk van lengteconstante λ:
o 𝜆 ∝ √𝑎
▪ Hoe groter straal, hoe minder attenuatie
𝑎𝑅𝑚
o 𝜆=√
2𝑅𝑖
▪ Met a = straal van dendriet; Rm = membraanweerstand; Ri = interne weerstand
- Passieve kabels: meeste dendrieten vuren geen AP (uitz. Purkinje-cellen)
- Werken als low-pass filter
o Snelle signalen verzwakken, veel amplitudeverlies
o Voorkomt backpropagatie van AP vanuit AIS
o Zwakke signalen propageert zonder veel amplitudeverlies
- Lekstroom ∝ Icapaciteit:
o Amplitude Icapaciteit ∝ dV/dt (verandering in tijd)
o Traag signaal → minder attenuatie dan snel signaal
▪ Lengteconstante verschillend voor snel en traag signaal
2
