Neurotransmissie – Neurowetenschappen
Hoorcollege 7, 8, 12 en 13. Zelfstudie 3. Hoofdstuk 5, 6 en 7.
Synaps
Neuronen maken contact met vele andere neuronen.
Synaps = Het axonuiteinde van het presynaptische neuron, de synaptische spleet en het begin van de
dendriet van het post-synaptische neuron. = De contactplaats tussen twee neuronen. = De plaats waar
signalen tussen twee neuronen worden overgedragen.
Neuromotorische eindplaat = Het axonuiteinde van het presynaptische neuron, de synaptische spleet en
een spier. = Een synaps die niet een neuron als effector heeft, maar een spier.
Post-synaptische neuron
Het celmembraan van het post-synaptische neuron bevat een gebied met een netwerk van eiwitten die
interacties met elkaar aangaan (= post synaptic density). Dit zijn o.a. neurotransmitterreceptoren,
ankereiwitten (die neurotransmitterreceptoren op de juiste plaats houden), eiwitten die betrokken zijn bij
signaaltransductie en eiwitten die het presynaptische celmembraan en post-synaptische celmembraan bij
elkaar houden.
Signaaloverdracht in een chemische synaps
Signaaloverdracht in een chemische synaps stap voor stap
1. Het actiepotentiaal komt aan in het uiteinde
van het axon van een presynaptisch neuron.
Het actiepotentiaal brengt depolarisatie van de
membraanpotentiaal teweeg.
2. Er bevinden zich geen voltage-gated Na+-
kanalen die kunnen openen t.g.v. depolarisatie,
maar wel voltage-gated Ca2+-kanalen. De
voltage-gated Ca2+-kanalen openen t.g.v.
depolarisatie.
3. Instroom van Ca2+ in het uiteinde van het axon
van een presynaptisch neuron. Hierdoor wordt
de intracellulaire Ca2+-concentratie verhoogd.
4. Dit leidt tot fusatie van synaptische vesicles met
het presynaptische celmembraan.
5. Neurotransmitter komt vrij in de synaptische
spleet. → Exocytose.
6. Neurotransmitter bindt aan een receptor in het
post-synaptische celmembraan.
7. Binding aan de receptor zorgt voor het openen
of sluiten van ionkanalen. Dit leidt tot
verandering van de permeabiliteit van het post-synaptische celmembraan.
8. Verandering van de membraanpotentiaal van het post-synaptische membraan.
9. Er ontstaat wel of geen actiepotentiaal in het post-synaptische neuron.
10. Neurotransmitters worden verwijderd uit de synaptische spleet door diffusie, opname in
presynaptische terminus (recycling), opname in gliacellen of enzymatische degradatie.
1
, End plate potential (EPP) en miniature end plate potential (MEPP)
End plate potential (EPP)
End plate potential (EPP) = Een kleine, positieve membraanpotentiaalverandering van het membraan van
een spiercel die een actiepotentiaal van de spiercel teweeg kan brengen als het de membraanpotentiaal
van de spiercel boven de drempelwaarde brengt.
EXPERIMENT 1: Aantonen dat in een spiercel een actiepotentiaal en EPP kan ontstaan.
Men isoleert een spiercel die verbonden is met een axon van een motorisch neuron. In de spiercel
plaatst men een elektrode die de membraanpotentiaal van de spiercel meet. Vervolgens stimuleert men
het axon en meet de membraanpotentiaal van de spiercel. Als de stimulatie van het axon sterk is, dan
leidt dit tot een actiepotentiaal in de het axon. De actiepotentiaal in het axon leidt tot depolarisatie van
het membraan van de spiercel: end
plate potential (EPP) (= een
verandering in de
membraanpotentiaal van een
spiercel). Normaalgesproken is deze
EPP groot genoeg om de
membraanpotentiaal van de
spiercel boven de drempelwaarde
te brengen. Er ontstaat dan een
actiepotentiaal in de spiercel,
waardoor de spiercel zal
contraheren.
Miniature end plate potential (MEPP)
In afwezigheid van stimulatie van het presynaptische motorneuronkunnen nog steeds veranderingen van
de membraanpotentiaal van een spiercel plaatsvinden. Deze veranderingen worden veroorzaakt doordat
er een klein beetje Ca2+de cel in stroomt. Hierdoor vindt er fusie van een synaptische vesicle met het
presynaptische membraan plaats.
EXPERIMENT 2: Ontdekken van MEPP.
Men isoleert een spiercel die verbonden is met een axon van een
motorisch neuron. In de spiercel plaatst men een elektrode die de
membraanpotentiaal van de spiercel meet. Vervolgens stimuleert men het
axon en meet de membraanpotentiaal van de spiercel. Het bleek dat ook
in afwezigheid van stimulatie van het presynaptische motorneuron
veranderingen van de membraanpotentiaal van een spiercel plaatsvinden.
Deze veranderingen van de membraanpotentiaal hebben dezelfde vorm
als EPPs, maar zijn lager.
EXPERIMENT 3: De relatie tussen EPPs en MEPPs aantonen.
Men isoleert een spiercel die verbonden is met een axon van een motorisch neuron. In de spiercel
plaatst men een elektrode die de membraanpotentiaal van de spiercel meet. Vervolgens stimuleert men
het axon en meet de membraanpotentiaal van de spiercel. Men zorgde ervoor dat stimulatie van het
axon leidde tot zwakke EPPs, waardoor deze EPPs geen actiepotentiaal in de spiercel opwekten. De
amplitude van deze EPPs fluctueerden. Men zette vervolgens de amplitude van de EPP uit tegen het
aantal EPPs met deze amplitude (A). Ook zette men de amplitude van de MEPP uit tegen het aantal
MEPPs met deze amplitude (B). Zie de figuren hiernaast. Opvallend is dat de amplitude van de kleinste
2
Hoorcollege 7, 8, 12 en 13. Zelfstudie 3. Hoofdstuk 5, 6 en 7.
Synaps
Neuronen maken contact met vele andere neuronen.
Synaps = Het axonuiteinde van het presynaptische neuron, de synaptische spleet en het begin van de
dendriet van het post-synaptische neuron. = De contactplaats tussen twee neuronen. = De plaats waar
signalen tussen twee neuronen worden overgedragen.
Neuromotorische eindplaat = Het axonuiteinde van het presynaptische neuron, de synaptische spleet en
een spier. = Een synaps die niet een neuron als effector heeft, maar een spier.
Post-synaptische neuron
Het celmembraan van het post-synaptische neuron bevat een gebied met een netwerk van eiwitten die
interacties met elkaar aangaan (= post synaptic density). Dit zijn o.a. neurotransmitterreceptoren,
ankereiwitten (die neurotransmitterreceptoren op de juiste plaats houden), eiwitten die betrokken zijn bij
signaaltransductie en eiwitten die het presynaptische celmembraan en post-synaptische celmembraan bij
elkaar houden.
Signaaloverdracht in een chemische synaps
Signaaloverdracht in een chemische synaps stap voor stap
1. Het actiepotentiaal komt aan in het uiteinde
van het axon van een presynaptisch neuron.
Het actiepotentiaal brengt depolarisatie van de
membraanpotentiaal teweeg.
2. Er bevinden zich geen voltage-gated Na+-
kanalen die kunnen openen t.g.v. depolarisatie,
maar wel voltage-gated Ca2+-kanalen. De
voltage-gated Ca2+-kanalen openen t.g.v.
depolarisatie.
3. Instroom van Ca2+ in het uiteinde van het axon
van een presynaptisch neuron. Hierdoor wordt
de intracellulaire Ca2+-concentratie verhoogd.
4. Dit leidt tot fusatie van synaptische vesicles met
het presynaptische celmembraan.
5. Neurotransmitter komt vrij in de synaptische
spleet. → Exocytose.
6. Neurotransmitter bindt aan een receptor in het
post-synaptische celmembraan.
7. Binding aan de receptor zorgt voor het openen
of sluiten van ionkanalen. Dit leidt tot
verandering van de permeabiliteit van het post-synaptische celmembraan.
8. Verandering van de membraanpotentiaal van het post-synaptische membraan.
9. Er ontstaat wel of geen actiepotentiaal in het post-synaptische neuron.
10. Neurotransmitters worden verwijderd uit de synaptische spleet door diffusie, opname in
presynaptische terminus (recycling), opname in gliacellen of enzymatische degradatie.
1
, End plate potential (EPP) en miniature end plate potential (MEPP)
End plate potential (EPP)
End plate potential (EPP) = Een kleine, positieve membraanpotentiaalverandering van het membraan van
een spiercel die een actiepotentiaal van de spiercel teweeg kan brengen als het de membraanpotentiaal
van de spiercel boven de drempelwaarde brengt.
EXPERIMENT 1: Aantonen dat in een spiercel een actiepotentiaal en EPP kan ontstaan.
Men isoleert een spiercel die verbonden is met een axon van een motorisch neuron. In de spiercel
plaatst men een elektrode die de membraanpotentiaal van de spiercel meet. Vervolgens stimuleert men
het axon en meet de membraanpotentiaal van de spiercel. Als de stimulatie van het axon sterk is, dan
leidt dit tot een actiepotentiaal in de het axon. De actiepotentiaal in het axon leidt tot depolarisatie van
het membraan van de spiercel: end
plate potential (EPP) (= een
verandering in de
membraanpotentiaal van een
spiercel). Normaalgesproken is deze
EPP groot genoeg om de
membraanpotentiaal van de
spiercel boven de drempelwaarde
te brengen. Er ontstaat dan een
actiepotentiaal in de spiercel,
waardoor de spiercel zal
contraheren.
Miniature end plate potential (MEPP)
In afwezigheid van stimulatie van het presynaptische motorneuronkunnen nog steeds veranderingen van
de membraanpotentiaal van een spiercel plaatsvinden. Deze veranderingen worden veroorzaakt doordat
er een klein beetje Ca2+de cel in stroomt. Hierdoor vindt er fusie van een synaptische vesicle met het
presynaptische membraan plaats.
EXPERIMENT 2: Ontdekken van MEPP.
Men isoleert een spiercel die verbonden is met een axon van een
motorisch neuron. In de spiercel plaatst men een elektrode die de
membraanpotentiaal van de spiercel meet. Vervolgens stimuleert men het
axon en meet de membraanpotentiaal van de spiercel. Het bleek dat ook
in afwezigheid van stimulatie van het presynaptische motorneuron
veranderingen van de membraanpotentiaal van een spiercel plaatsvinden.
Deze veranderingen van de membraanpotentiaal hebben dezelfde vorm
als EPPs, maar zijn lager.
EXPERIMENT 3: De relatie tussen EPPs en MEPPs aantonen.
Men isoleert een spiercel die verbonden is met een axon van een motorisch neuron. In de spiercel
plaatst men een elektrode die de membraanpotentiaal van de spiercel meet. Vervolgens stimuleert men
het axon en meet de membraanpotentiaal van de spiercel. Men zorgde ervoor dat stimulatie van het
axon leidde tot zwakke EPPs, waardoor deze EPPs geen actiepotentiaal in de spiercel opwekten. De
amplitude van deze EPPs fluctueerden. Men zette vervolgens de amplitude van de EPP uit tegen het
aantal EPPs met deze amplitude (A). Ook zette men de amplitude van de MEPP uit tegen het aantal
MEPPs met deze amplitude (B). Zie de figuren hiernaast. Opvallend is dat de amplitude van de kleinste
2
