Hoorcolleges Deeltentamen 2 Neurobiologie
Hoorcollege 9&10, het somatosensibele systeem
Functies somatosensibele systeem:
- Exteroceptie: directe interactie met omgeving: tastzin, pijn, temperatuur.
- Proprioceptie: houding/beweging eigen lichaam: receptoren in spieren, pezen/gewrichten.
- Interoceptie: Ingewanden + chemoreceptoren.
Exterioceptie, tastzin
Tastzin: Stereognosis, het herkennen van objecten via tast op basis van
grootte, textuur, temperatuur en gewicht. Via receptoren in onze huid.
Eerste orde neuronen (sensor & receptor): afferente neuronen die
energie uit de omgeving om te zetten in impulsen.
- Pseudo-unipolair neuron: variant van een bipolair neuron. De
dendrieten gaan geleidelijk over in een axon. Het cellichaam is
niet noodzakelijk voor actie potentialen. De cellichamen liggen
geclusterd in dorsale ganglia. Vanuit de dorsale wortel komen
axonen het ruggenmerg binnen.
Dermatoom: Een stuk huid dat sensibel wordt geïnnerveerd vanuit één
dorsale wortel (spinale zenuw). 8 cervicale, 12 thoracale, 5 lumbale en 5
sacrale dermatomen.
Eerste orde neuronen in de huid
In de huid liggen receptoren van het somatosensibele systeem:
Free nerve endings; in de crypten liggen het celorgaan van
Merkel; in de dermis liggen de lichaampjes van Meissner; verder
in de dermis de lichaampjes van Ruffini en in de
onderhuidsbindweefsellaag de lichaampjes van Pacinian.
Overeenkomsten: mechanoreceptoren en axon type Aβ
Verschillen: Receptor morfologie, locatie, receptieve velden,
perifere adapatie en receptor sensitiviteit.
Mechanoreceptoren zijn ionkanalen die liggen in het membraan
van het neuron. Door rek in het membraan gaan de ionkanalen
open influx van positieve ionen actiepotentiaal.
Axonen: hoe groter de diameter, hoe kleiner de
weerstand en snellere conductiesnelheid.
,Perifere adaptatie
- Langzaam adapterend neuron: I
- ntensiteit en duur stimulus
- Snel adapterend neuron: informatie over veranderingen in stimulaties, reageert alleen op
veranderingen. Hoe langzamer de veranderingen, hoe lager de frequentie van
actiepotentialen. Bij stimulus die beweegt over de huid of trillingen.
Langzaam adapterend neuron
• Cel-orgaan van Merkel, relatief klein receptief veld (textuur en vorm waarnemen). braille
• Lichaampjes van Ruffini, relatief groot receptief veld, bij huidlijnen en gewrichten + vrij
ongevoelig (proprioceptie, rek op de huid).
Snel adapterend neuron
• Lichaampjes van Meisner, relatief klein receptief veld (grip waarnemen).
• Lichaampjes van Pacini, relatief groot receptief veld, zeer gevoelig (hoge trlllingsfrequtenties,
grip).
Receptief veld van een neuron: dat deel van de ruimte dat een neuron
kan waarnemen. Hoe kleiner de receptieve velden, hoe hoger de
spatiële resolutie. Bepalend voor receptieve veld: de dendritische
boom.
Tweepunt discriminatie: het vermogen om twee dicht bij elkaar
gelegen punten nog gescheiden waar te nemen. Dit hangt af van de
receptieve velden. Pas bij de blauwe signalen kun je twee punten
onderscheiden omdat het in het periferie van b zit. In de vingers liggen
het twee punt discriminatie het dichtst bij elkaar in vergelijking met de
romp en de benen.
Laterale inhibitie
Eerste orde neuronen schakelen over op tweede orde neuronen. Op de schakelmomenten heb je
inhibitoire interneuronen (vertakkingen). Actiepotentialen gaan meerdere richtingen op door die
vertakkingen. Op het moment dat een actiepotentiaal bij een interneuron komt wordt er GABA
afgegeven onderdrukt actief de neurotransmissie bij naastgelegen neuronen. winner takes all
strategie. De neuron die het sterkst geactiveerd wordt blijft sterk en de rest zwakt af.
Belangrijk bij tweepunt discriminatie. Door laterale inhibitie kan je beter twee punten
discrimineren.
Bij hogere ordes neuronen heb je een groter een receptief veld
en convergentie speelt hierbij een rol.
Center-surround principe: neuron in de cortex is altijd een
beetje actief. Drukstimulus in centrum van receptieve veld
vuurfrequentie verhogen door cortex. Drukstimulus in surround
vuurfrequentie omlaag. Zo binnen receptieve veld
onderscheid maken.
,Bronmann gebieden en somatopische verdeling
De somatosensibele cortex is onderdeel van de pariëtale cortex. Voor elk lichaamsdeel is er een
stukje in de cortex. De hand heeft het grootste deel in de primaire somatosensibele cortex.
Belangrijke delen:
3b. ontvangt de meeste input + eerste verwerking. Schade: beperkingen in verwerken algemene
tastzin. 3b projecteert naar 1 en 2.
1: beperkingen in verwerken textuur bij schade.
2: beperkingen in verwerken grootte en vorm bij schade.
Hierna gaat informatie naar secundaire somatosensibele cortex amygdala en
hippocampus. Vanuit 2 gaat informatie ook naar parietale cortex gebied 5,7: associatiecortex
gebieden, cognitieve verwerking en motor verwerken (wat heb ik vast, wat voel ik en grip).
Top down control: Pijn
Nociceptoren registreren pijnsensatie en pijnperspectief komt tot stand in de hersenen is subjectief.
De eerste orde neuronen: snelle pijn en langzame pijn
Aδ vezels: snelle stekende pijnsignalen temperatuur en mechanisch, licht gemyeliniseerd.
Binnen deze vezels heb je twee subtypes:
o Type I: lage drempelwaarde mechanische stimulatie, hoge drempelwaarde T
(gevoelig voor stoten teen)
o Type II: lage drempelwaarde externe temperaturen (gevoelig voor thermische pijn
C vezels: second pain, zeurende pijnsignalen. Signaal is trager want geen myeline.
o Meerdere subtypes, thermisch, mechanisch of chemisch. First pain is voor locatie van
de pijn. Second pain is voor de negatieve emotie bij de pijn bescherming volgende
keer.
o Mechanisch: mechanoreceptoren
o Chemisch: acid-sensing ion channels (ASIC)
o Temperatuur/chemisch: TRPV1 (transient receptor potential channel V1). Wordt
geopend door capsaicin, hitte en ionen.
NAV1.7 Na+ kanaal voortgeleiding nociceptieve informatie (Pijn)
Gain-on-function in SCN9A: neuropatische pijn zonder stimulus (kanaal open)
Loss-of-function in SCN9A: ongevoelig voor pijn
Anterolaterale systeem
Sensorisch-discrimitieve pathway (locatie van pijn) en
affectieve-motivationele pathway (emotionele
verwerking).
Sensitisatie
Perifere sensitisatie: door activatie nociceptor worden
er meer stoffen vrijgemaakt die ook nociceptor kunnen
activeren. (versterking pijnsignaal). Veroorzaakt door
inflammatoire soep.
Hyperalgesie: verlaagde pijndrempel bescherming
van het gebied en herstel.
Primaire hyperalgesie: Op plek van beschadiging
Secundaire hyperalgesie: mestcellen migreren naar de omgeving: plek rond de pijn ook
gevoelig.
, Centrale sensitisatie: Langdurige en herhaaldelijke stimulatie tweede-orde neuron signaal
transductie wordt efficiënter door meer NMDA en AMPA kanalen. Hierdoor lagere drempelwaarde
en later bij minder impuls wel activatie. Long Term Potentiation: meer functionele ion-kanalen op
post-synaptisch membraan.
Allodynia: niet-pijnlijke prikkels worden als pijnlijk ervaren bescherming gebied en
faciliteren herstel. Na herstel verdwijnt sensitisatie.
Top down modulatie
Van amygdala en hypothalamus helemaal naar dorsale hoorn van ruggenmerg. Door interneuronen
in de dorsale hoorn kan enkephalin af worden gegeven:
- Presynaptisch reduceert het influx van Ca2+ verkort depolarisatie minder tijd om
neurotransmitter af te geven dus minder neurotransmitter. Zorgt het voor minder stimulatie
van receptoren, de kans dat de drempelwaarde wordt overschreden wordt kleiner.
- Postsynaptisch verhoogt geleidbaarheid van K+, opent kanalen en zo krijg je een
gehyperpolariseerd neuron. Er is meer stimulatie nodig om de drempelwaarde te
overschrijden (verhoging drempelwaarde).
-
Gate theory of pain activatie mechanoreceptoren (close the gate), transmissie van nociceptieve
informatie onderdrukken.
Door pijnplek vast te pakken activeer je de Aδ vezels voor tast.
Hoorcollege 9&10, het somatosensibele systeem
Functies somatosensibele systeem:
- Exteroceptie: directe interactie met omgeving: tastzin, pijn, temperatuur.
- Proprioceptie: houding/beweging eigen lichaam: receptoren in spieren, pezen/gewrichten.
- Interoceptie: Ingewanden + chemoreceptoren.
Exterioceptie, tastzin
Tastzin: Stereognosis, het herkennen van objecten via tast op basis van
grootte, textuur, temperatuur en gewicht. Via receptoren in onze huid.
Eerste orde neuronen (sensor & receptor): afferente neuronen die
energie uit de omgeving om te zetten in impulsen.
- Pseudo-unipolair neuron: variant van een bipolair neuron. De
dendrieten gaan geleidelijk over in een axon. Het cellichaam is
niet noodzakelijk voor actie potentialen. De cellichamen liggen
geclusterd in dorsale ganglia. Vanuit de dorsale wortel komen
axonen het ruggenmerg binnen.
Dermatoom: Een stuk huid dat sensibel wordt geïnnerveerd vanuit één
dorsale wortel (spinale zenuw). 8 cervicale, 12 thoracale, 5 lumbale en 5
sacrale dermatomen.
Eerste orde neuronen in de huid
In de huid liggen receptoren van het somatosensibele systeem:
Free nerve endings; in de crypten liggen het celorgaan van
Merkel; in de dermis liggen de lichaampjes van Meissner; verder
in de dermis de lichaampjes van Ruffini en in de
onderhuidsbindweefsellaag de lichaampjes van Pacinian.
Overeenkomsten: mechanoreceptoren en axon type Aβ
Verschillen: Receptor morfologie, locatie, receptieve velden,
perifere adapatie en receptor sensitiviteit.
Mechanoreceptoren zijn ionkanalen die liggen in het membraan
van het neuron. Door rek in het membraan gaan de ionkanalen
open influx van positieve ionen actiepotentiaal.
Axonen: hoe groter de diameter, hoe kleiner de
weerstand en snellere conductiesnelheid.
,Perifere adaptatie
- Langzaam adapterend neuron: I
- ntensiteit en duur stimulus
- Snel adapterend neuron: informatie over veranderingen in stimulaties, reageert alleen op
veranderingen. Hoe langzamer de veranderingen, hoe lager de frequentie van
actiepotentialen. Bij stimulus die beweegt over de huid of trillingen.
Langzaam adapterend neuron
• Cel-orgaan van Merkel, relatief klein receptief veld (textuur en vorm waarnemen). braille
• Lichaampjes van Ruffini, relatief groot receptief veld, bij huidlijnen en gewrichten + vrij
ongevoelig (proprioceptie, rek op de huid).
Snel adapterend neuron
• Lichaampjes van Meisner, relatief klein receptief veld (grip waarnemen).
• Lichaampjes van Pacini, relatief groot receptief veld, zeer gevoelig (hoge trlllingsfrequtenties,
grip).
Receptief veld van een neuron: dat deel van de ruimte dat een neuron
kan waarnemen. Hoe kleiner de receptieve velden, hoe hoger de
spatiële resolutie. Bepalend voor receptieve veld: de dendritische
boom.
Tweepunt discriminatie: het vermogen om twee dicht bij elkaar
gelegen punten nog gescheiden waar te nemen. Dit hangt af van de
receptieve velden. Pas bij de blauwe signalen kun je twee punten
onderscheiden omdat het in het periferie van b zit. In de vingers liggen
het twee punt discriminatie het dichtst bij elkaar in vergelijking met de
romp en de benen.
Laterale inhibitie
Eerste orde neuronen schakelen over op tweede orde neuronen. Op de schakelmomenten heb je
inhibitoire interneuronen (vertakkingen). Actiepotentialen gaan meerdere richtingen op door die
vertakkingen. Op het moment dat een actiepotentiaal bij een interneuron komt wordt er GABA
afgegeven onderdrukt actief de neurotransmissie bij naastgelegen neuronen. winner takes all
strategie. De neuron die het sterkst geactiveerd wordt blijft sterk en de rest zwakt af.
Belangrijk bij tweepunt discriminatie. Door laterale inhibitie kan je beter twee punten
discrimineren.
Bij hogere ordes neuronen heb je een groter een receptief veld
en convergentie speelt hierbij een rol.
Center-surround principe: neuron in de cortex is altijd een
beetje actief. Drukstimulus in centrum van receptieve veld
vuurfrequentie verhogen door cortex. Drukstimulus in surround
vuurfrequentie omlaag. Zo binnen receptieve veld
onderscheid maken.
,Bronmann gebieden en somatopische verdeling
De somatosensibele cortex is onderdeel van de pariëtale cortex. Voor elk lichaamsdeel is er een
stukje in de cortex. De hand heeft het grootste deel in de primaire somatosensibele cortex.
Belangrijke delen:
3b. ontvangt de meeste input + eerste verwerking. Schade: beperkingen in verwerken algemene
tastzin. 3b projecteert naar 1 en 2.
1: beperkingen in verwerken textuur bij schade.
2: beperkingen in verwerken grootte en vorm bij schade.
Hierna gaat informatie naar secundaire somatosensibele cortex amygdala en
hippocampus. Vanuit 2 gaat informatie ook naar parietale cortex gebied 5,7: associatiecortex
gebieden, cognitieve verwerking en motor verwerken (wat heb ik vast, wat voel ik en grip).
Top down control: Pijn
Nociceptoren registreren pijnsensatie en pijnperspectief komt tot stand in de hersenen is subjectief.
De eerste orde neuronen: snelle pijn en langzame pijn
Aδ vezels: snelle stekende pijnsignalen temperatuur en mechanisch, licht gemyeliniseerd.
Binnen deze vezels heb je twee subtypes:
o Type I: lage drempelwaarde mechanische stimulatie, hoge drempelwaarde T
(gevoelig voor stoten teen)
o Type II: lage drempelwaarde externe temperaturen (gevoelig voor thermische pijn
C vezels: second pain, zeurende pijnsignalen. Signaal is trager want geen myeline.
o Meerdere subtypes, thermisch, mechanisch of chemisch. First pain is voor locatie van
de pijn. Second pain is voor de negatieve emotie bij de pijn bescherming volgende
keer.
o Mechanisch: mechanoreceptoren
o Chemisch: acid-sensing ion channels (ASIC)
o Temperatuur/chemisch: TRPV1 (transient receptor potential channel V1). Wordt
geopend door capsaicin, hitte en ionen.
NAV1.7 Na+ kanaal voortgeleiding nociceptieve informatie (Pijn)
Gain-on-function in SCN9A: neuropatische pijn zonder stimulus (kanaal open)
Loss-of-function in SCN9A: ongevoelig voor pijn
Anterolaterale systeem
Sensorisch-discrimitieve pathway (locatie van pijn) en
affectieve-motivationele pathway (emotionele
verwerking).
Sensitisatie
Perifere sensitisatie: door activatie nociceptor worden
er meer stoffen vrijgemaakt die ook nociceptor kunnen
activeren. (versterking pijnsignaal). Veroorzaakt door
inflammatoire soep.
Hyperalgesie: verlaagde pijndrempel bescherming
van het gebied en herstel.
Primaire hyperalgesie: Op plek van beschadiging
Secundaire hyperalgesie: mestcellen migreren naar de omgeving: plek rond de pijn ook
gevoelig.
, Centrale sensitisatie: Langdurige en herhaaldelijke stimulatie tweede-orde neuron signaal
transductie wordt efficiënter door meer NMDA en AMPA kanalen. Hierdoor lagere drempelwaarde
en later bij minder impuls wel activatie. Long Term Potentiation: meer functionele ion-kanalen op
post-synaptisch membraan.
Allodynia: niet-pijnlijke prikkels worden als pijnlijk ervaren bescherming gebied en
faciliteren herstel. Na herstel verdwijnt sensitisatie.
Top down modulatie
Van amygdala en hypothalamus helemaal naar dorsale hoorn van ruggenmerg. Door interneuronen
in de dorsale hoorn kan enkephalin af worden gegeven:
- Presynaptisch reduceert het influx van Ca2+ verkort depolarisatie minder tijd om
neurotransmitter af te geven dus minder neurotransmitter. Zorgt het voor minder stimulatie
van receptoren, de kans dat de drempelwaarde wordt overschreden wordt kleiner.
- Postsynaptisch verhoogt geleidbaarheid van K+, opent kanalen en zo krijg je een
gehyperpolariseerd neuron. Er is meer stimulatie nodig om de drempelwaarde te
overschrijden (verhoging drempelwaarde).
-
Gate theory of pain activatie mechanoreceptoren (close the gate), transmissie van nociceptieve
informatie onderdrukken.
Door pijnplek vast te pakken activeer je de Aδ vezels voor tast.
