Neuronale en hormonale regulatie
Introductiecollege:
Alzheimer in Nederland:
- 270.000 mensen zijn dement; 160.000-190.000 hebben Alzheimer; er zijn 40 miljoen
Alzheimer patiënten wereldwijd
- Aantallen verdubbeld in 2030 en verdrievoudigd in 2050
- De kans op het krijgen van Alzheimer is 20%
- De grootste risicofactor is leeftijd
10% van de mensen boven 65 jaar heeft Alzheimer
20% van de mensen boven 80 jaar heeft Alzheimer
40% van de mensen boven 90 jaar heeft Alzheimer
- De kosten voor Alzheimer bedragen 6% van het totale kosten voor gezondheidszorg
- Er is geen behandeling; 98% van de kosten voor Alzheimer worden gemaakt in verplegings-
en verzorgingshuizen
Obesitas in Nederland:
- 49% van de totale bevolking heeft overgewicht (BMI>25)
- 14% van de totale bevolking is obees (BMI>30)
- Prevalentie onder jongeren tussen de 4 en 17 jaar is 14% (overgewicht) en 3% (obesitas)
- In de komende 10 jaar zal het aantal volwassenen met obesitas tot 15% zijn toegenomen
- Overgewicht leidt jaarlijks tot 40.000 nieuwe gevallen van ouderdomsdiabetes
- 5% van de jaarlijkse sterfte is toe te schrijven aan overgewicht
- Directe kosten (gezondheidszorg): 0,5 miljard euro per jaar
- Indirecte kosten (arbeidsverzuim en andere maatschappelijke kosten): 2 miljard euro per jaar
Depressie in Nederland:
- 19% van de mensen onder 65 heeft ooit met een depressieve stoornis te maken gehad
24% van de vrouwen
13% van de mannen
3% van de jongeren tussen 13 en 18
6,5% van de jongeren tussen 18 en 24
- 1-2% van de mensen lijdt aan een manisch depressieve stoornis
- Unipolaire depressie is de nummer 1 oorzaak van maatschappelijke uitsluiting
- Het sterfterisico bij mensen met een depressieve stoornis ligt 1,65 maal boven het
gemiddelde
- Directe kosten (gezondheidszorg): 0,7 miljard euro per jaar
- Indirecte kosten (arbeidsverzuim en andere maatschappelijke kosten): 1 miljard euro per jaar
Homeostase:
- Het onderhouden van het interne milieu ondanks veranderingen in het externe milieu
2 homeostatische controle centra:
- Zenuwstelsel
- Endocriene systeem
,Hoorcollege 1:
Een neuron bestaat uit een cellichaam met kern en uitlopers. De uitlopers zijn een axon en een of
meerdere dendrieten.
Alle zenuwcellen hebben een axon en dendrieten. Een axon is de doorgevende kant van de zenuwcel
en de dendrieten de ontvangende kant van de zenuwcel. Het axon maakt contact met een volgende
zenuwcel met synapsen (axonale terminals). Axon van cel nummer 1 maakt contact met de
dendrieten van cel nummer 2.
Dendrieten vergroten: je ziet uitstulpingen dendritic spines. Die dendritische spines zijn
gespecialiseerde structuren waarmee ieder van die axonale terminals contact maken. Het contact
tussen een axonale terminal en een dendritische spine vormt de synaptische verbinding tussen 2
zenuwcellen.
Zenuwcellen zijn sterk gepolariseerd.
Neuron diversiteit: klassen van neuronen:
- Aantal van neurieten (uitlopers: axonen of dendrieten)
(pseudo)unipolair (1 uitloper die zich vertakt in een ontvangende en doorgevende
kant): bijvoorbeeld sensorische neuronen in de dorsale wortel ganglia
Bipolair (1 axon en 1 dendriet): bijvoorbeeld bipolaire neuronen in retina die
fotoreceptoren verbinden aan ganglia cellen
Multipolair (1 axon, meerdere dendrieten): meeste neuronen
- Vorm van dendrieten/dendritic trees (in het weefsel)
Pyramide cellen
Stellaat cellen (stervormige cellen)
Purkinje cellen
- Lengte van axon
Projectie neuronen (lange axonen, maken ver weg contact en geven ver weg
informatie door)
Interneuronen/schakelneuronen (korte axonen, geplaatst als schakelingen in
bepaalde neuronale circuits)
- Functie
Afferente neuronen (geven informatie door vanuit de periferie naar het
zenuwstelsel, bijvoorbeeld gevoelsneuronen, sensorische neuronen)
Efferente neuronen (geven informatie door vanuit het zenuwstelsel naar de
periferie, bijvoorbeeld motor neuronen)
- Transmitter secretie
Glutamerg
Dopaminerg
Cholinerg
Et cetera
Alle zenuwcellen hebben 1 axon.
Neuron aantallen:
- Het menselijk brein bevat 3-5 x 1011 (300-500 biljoen) neuronen
1,6 x 1011 in de grote hersenen (cerebrale cortex)
1011 kleine granulen cellen in de kleine hersenen (cerebellum)
, - Er zijn 10 keer meer niet-neuronale cellen in het brein
Naast zenuwcellen heeft het zenuwstelsel andere belangrijke celtypen:
- Oligodendrocyten: ze vormen met hun celmembraan een isolerend laagje rondom axonen,
dat laagje noemen we myeline
- Astrocyt: maakt contact met zenuwcellen (met name met synapsen) en spelen een
modulerende rol waarop zenuwcellen met elkaar communiceren en via hun uitlopers maken
ze ook contact met bloedvaten in het zenuwstelsel, sterker nog ze isoleren bloedvaten in het
zenuwstelsel, de bloed-hersenbarrière. De bloedhersenbarrière voorkomt dat bepaalde
stoffen in ons bloed in de hersenen komen en astrocyten zorgen daar dus voor
- Microgliacel: immuuncel, ze vormen het immuunsysteem van de hersenen, ze worden niet
geboren in de hersenen maar komen uit het immuunsysteem en migreren naar de hersenen
- Samen noemen we ze gliacellen: glia is een griekse term die betekent lijm
Gliacellen spelen ook een belangrijke rol bij een aantal ziekten, en vooral de cellen die myeline
vormen. De oligodendrocyt heeft uitlopers waarmee hij een myelinemembraan rondom axonen
vormt, die is heel belangrijk om de elektrische signalen die in axonen worden doorgegeven te
isoleren van de buitenwereld.
In het perifere zenuwstelsel zijn er andere cellen die myeline vormen, de Schwann cellen. Schwann
cellen hebben precies dezelfde functie als oligodendrocyten. Het grote verschil is dat centraal
oligodendrocyten, een enkele oligodendrocyt is in staat om met zijn uitlopers meerdere axonen te
myeliniseren. En in het perifere zenuwstelsel, heb je om 1 axon te myeliniseren meerdere Schwann
cellen nodig.
Multiple sclerose (MS): verminderde geleiding van het zenuwsignaal door ontsteking van de myeline-
omhulling
- Visuele storingen
- Verlies van gevoel
- Moeilijkheden met lopen
- Vermoeidheid
MS is deels erfelijk en het heeft iets te maken met een immuunreactie tegen myeline.
Neuronen zijn exciteerbare cellen:
- Exciteerbare cellen kunnen actie potentialen genereren
- Actie potentialen zijn snelle en korte omkeringen in membraan potentiaalverschil die zich
actief voortplanten langs het celoppervlak
Geladen deeltjes kunnen heel snel naar binnen of naar buiten worden verplaatst in een axon,
waardoor er verplaatsing optreedt van lading, hierdoor treedt een potentiaal verschil op en als dat
potentiaal verschil groot genoeg is spreken we van een actiepotentiaal.
Zo’n spanningsverschil meet je door een zenuwcel in een kweekbakje, een hele dunne glaspipet met
oplossing die in contact staat met een versterker prik je in een zenuwcel en een referentie-elektrode
in het kweekmedium en dan kan je het verschil meten met de (hele sterke) versterker.
Rust membraanpotentiaal: spanningsverschil tussen binnen en buiten als het neuron niets doet, in
rust is.
, Gegradeerde potentiaal: kleine afwijkingen van het rustmembraanpotentiaal, een kleine negatieve of
positieve verandering. Kan onder sommige omstandigheden een actiepotentiaal genereren.
Actie potentiaal: het is daarvoor nodig dat het actiepotentiaal zich verplaatst van het begin van het
axon naar het uiteinde van het axon, dat is het signaal voor synapsen om actief te worden (een
volgende zenuwcel te activeren).
Rust membraanpotentiaal: het rustmembraanpotentiaal (V m) is het membraanpotentiaal van een cel
in een niet-gestimuleerde staat. De lading aan de buitenkant van de cel wordt vooral bepaald door
natriumionen (positief) en chloride (negatief). De lading aan de binnenkant van de cel wordt vooral
bepaald door kalium (positief) en macromoleculen (eiwitten bijvoorbeeld) (negatief). In het
celmembraan zit een passief (en selectief) kaliumkanaal, waardoor kaliumionen kunnen stromen van
de binnenkant van de cel naar de buitenkant van de cel. Dit gaat door de concentratiegradiënt
(binnen hoger dan buiten), dit noem je de diffusiekracht, wat niet oneindig doorgaat. Hoe meer
positieve lading je opbouwt aan de buitenkant van het celmembraan, hoe trager kalium naar buiten
stroomt via het kaliumkanaal. Een elektrostatische kracht zorgt ervoor dat het niet oneindig
doorstroomt. Alle zenuwcellen beschikken ook over een passief (en selectief) natriumkanaal, wat
precies hetzelfde werkt als het kaliumkanaal maar dan stroomt het van buiten naar binnen. Er is iets
nodig om dit systeem goed te laten werken, te veel kalium naar buiten of te veel natrium naar
binnen is niet goed voor het systeem. Er is een pomp nodig die te veel naar buiten gestroomd kalium
weer naar binnen kan pompen en die te veel naar binnen gestroomd natrium naar buiten kan
pompen. Dit is geen kanaal, het is een actieve pomp die energie nodig heeft. Als je ATP hydrolyseert
naar ADP gebruik je energie. De sodium-potassium exchange pomp (natriumkaliumpomp) heeft ATP
nodig om 2 kaliumionen naar binnen te pompen en 3 natriumionen naar buiten te pompen.
Alle zenuwcellen hebben ongeveer een rustmembraanpotentiaal van ongeveer -70 mV.
Het evenwichtspotentieel voor kalium (Ek) is -90 mV.
Gegradeerde potentialen:
- Depolarisatie: dan wordt het membraanpotentiaal minder negatief/positiever
- Repolarisatie: membraanpotentiaal gaat terug naar rustpotentiaal na depolarisatie of
hyperpolarisatie
- Hyperpolarisatie: dan wordt het membraanpotentiaal minder positief/negatiever
Wat veroorzaakt een neuron om gedepolariseerd of gehyperpoliseerd wordt?
- Experimenteel:
Injectie van hyperpolariserende (naar buiten gerichte) of depolariserende (naar
binnen gerichte) stroom
Toepassing van chemische stimulus
- In het brein:
Synaptische input van andere neuronen (neurotransmitters), sommige
depolariseren en sommige hyperpolariseren
Input van sensorische organen
Ligand-gated ion-kanalen (LGIC’s) openen zich als reactie op de binding van een chemische stof (een
ligand; vaak een neurotransmitter), wat resulteert in de instroom van een specifiek ionentype (ion
specificiteit) en een kleine verandering in membraanpotentiaal. LGIC’s spelen een belangrijke rol bij
de inductie van neuronale depolarisatie of hyperpolarisatie.
Introductiecollege:
Alzheimer in Nederland:
- 270.000 mensen zijn dement; 160.000-190.000 hebben Alzheimer; er zijn 40 miljoen
Alzheimer patiënten wereldwijd
- Aantallen verdubbeld in 2030 en verdrievoudigd in 2050
- De kans op het krijgen van Alzheimer is 20%
- De grootste risicofactor is leeftijd
10% van de mensen boven 65 jaar heeft Alzheimer
20% van de mensen boven 80 jaar heeft Alzheimer
40% van de mensen boven 90 jaar heeft Alzheimer
- De kosten voor Alzheimer bedragen 6% van het totale kosten voor gezondheidszorg
- Er is geen behandeling; 98% van de kosten voor Alzheimer worden gemaakt in verplegings-
en verzorgingshuizen
Obesitas in Nederland:
- 49% van de totale bevolking heeft overgewicht (BMI>25)
- 14% van de totale bevolking is obees (BMI>30)
- Prevalentie onder jongeren tussen de 4 en 17 jaar is 14% (overgewicht) en 3% (obesitas)
- In de komende 10 jaar zal het aantal volwassenen met obesitas tot 15% zijn toegenomen
- Overgewicht leidt jaarlijks tot 40.000 nieuwe gevallen van ouderdomsdiabetes
- 5% van de jaarlijkse sterfte is toe te schrijven aan overgewicht
- Directe kosten (gezondheidszorg): 0,5 miljard euro per jaar
- Indirecte kosten (arbeidsverzuim en andere maatschappelijke kosten): 2 miljard euro per jaar
Depressie in Nederland:
- 19% van de mensen onder 65 heeft ooit met een depressieve stoornis te maken gehad
24% van de vrouwen
13% van de mannen
3% van de jongeren tussen 13 en 18
6,5% van de jongeren tussen 18 en 24
- 1-2% van de mensen lijdt aan een manisch depressieve stoornis
- Unipolaire depressie is de nummer 1 oorzaak van maatschappelijke uitsluiting
- Het sterfterisico bij mensen met een depressieve stoornis ligt 1,65 maal boven het
gemiddelde
- Directe kosten (gezondheidszorg): 0,7 miljard euro per jaar
- Indirecte kosten (arbeidsverzuim en andere maatschappelijke kosten): 1 miljard euro per jaar
Homeostase:
- Het onderhouden van het interne milieu ondanks veranderingen in het externe milieu
2 homeostatische controle centra:
- Zenuwstelsel
- Endocriene systeem
,Hoorcollege 1:
Een neuron bestaat uit een cellichaam met kern en uitlopers. De uitlopers zijn een axon en een of
meerdere dendrieten.
Alle zenuwcellen hebben een axon en dendrieten. Een axon is de doorgevende kant van de zenuwcel
en de dendrieten de ontvangende kant van de zenuwcel. Het axon maakt contact met een volgende
zenuwcel met synapsen (axonale terminals). Axon van cel nummer 1 maakt contact met de
dendrieten van cel nummer 2.
Dendrieten vergroten: je ziet uitstulpingen dendritic spines. Die dendritische spines zijn
gespecialiseerde structuren waarmee ieder van die axonale terminals contact maken. Het contact
tussen een axonale terminal en een dendritische spine vormt de synaptische verbinding tussen 2
zenuwcellen.
Zenuwcellen zijn sterk gepolariseerd.
Neuron diversiteit: klassen van neuronen:
- Aantal van neurieten (uitlopers: axonen of dendrieten)
(pseudo)unipolair (1 uitloper die zich vertakt in een ontvangende en doorgevende
kant): bijvoorbeeld sensorische neuronen in de dorsale wortel ganglia
Bipolair (1 axon en 1 dendriet): bijvoorbeeld bipolaire neuronen in retina die
fotoreceptoren verbinden aan ganglia cellen
Multipolair (1 axon, meerdere dendrieten): meeste neuronen
- Vorm van dendrieten/dendritic trees (in het weefsel)
Pyramide cellen
Stellaat cellen (stervormige cellen)
Purkinje cellen
- Lengte van axon
Projectie neuronen (lange axonen, maken ver weg contact en geven ver weg
informatie door)
Interneuronen/schakelneuronen (korte axonen, geplaatst als schakelingen in
bepaalde neuronale circuits)
- Functie
Afferente neuronen (geven informatie door vanuit de periferie naar het
zenuwstelsel, bijvoorbeeld gevoelsneuronen, sensorische neuronen)
Efferente neuronen (geven informatie door vanuit het zenuwstelsel naar de
periferie, bijvoorbeeld motor neuronen)
- Transmitter secretie
Glutamerg
Dopaminerg
Cholinerg
Et cetera
Alle zenuwcellen hebben 1 axon.
Neuron aantallen:
- Het menselijk brein bevat 3-5 x 1011 (300-500 biljoen) neuronen
1,6 x 1011 in de grote hersenen (cerebrale cortex)
1011 kleine granulen cellen in de kleine hersenen (cerebellum)
, - Er zijn 10 keer meer niet-neuronale cellen in het brein
Naast zenuwcellen heeft het zenuwstelsel andere belangrijke celtypen:
- Oligodendrocyten: ze vormen met hun celmembraan een isolerend laagje rondom axonen,
dat laagje noemen we myeline
- Astrocyt: maakt contact met zenuwcellen (met name met synapsen) en spelen een
modulerende rol waarop zenuwcellen met elkaar communiceren en via hun uitlopers maken
ze ook contact met bloedvaten in het zenuwstelsel, sterker nog ze isoleren bloedvaten in het
zenuwstelsel, de bloed-hersenbarrière. De bloedhersenbarrière voorkomt dat bepaalde
stoffen in ons bloed in de hersenen komen en astrocyten zorgen daar dus voor
- Microgliacel: immuuncel, ze vormen het immuunsysteem van de hersenen, ze worden niet
geboren in de hersenen maar komen uit het immuunsysteem en migreren naar de hersenen
- Samen noemen we ze gliacellen: glia is een griekse term die betekent lijm
Gliacellen spelen ook een belangrijke rol bij een aantal ziekten, en vooral de cellen die myeline
vormen. De oligodendrocyt heeft uitlopers waarmee hij een myelinemembraan rondom axonen
vormt, die is heel belangrijk om de elektrische signalen die in axonen worden doorgegeven te
isoleren van de buitenwereld.
In het perifere zenuwstelsel zijn er andere cellen die myeline vormen, de Schwann cellen. Schwann
cellen hebben precies dezelfde functie als oligodendrocyten. Het grote verschil is dat centraal
oligodendrocyten, een enkele oligodendrocyt is in staat om met zijn uitlopers meerdere axonen te
myeliniseren. En in het perifere zenuwstelsel, heb je om 1 axon te myeliniseren meerdere Schwann
cellen nodig.
Multiple sclerose (MS): verminderde geleiding van het zenuwsignaal door ontsteking van de myeline-
omhulling
- Visuele storingen
- Verlies van gevoel
- Moeilijkheden met lopen
- Vermoeidheid
MS is deels erfelijk en het heeft iets te maken met een immuunreactie tegen myeline.
Neuronen zijn exciteerbare cellen:
- Exciteerbare cellen kunnen actie potentialen genereren
- Actie potentialen zijn snelle en korte omkeringen in membraan potentiaalverschil die zich
actief voortplanten langs het celoppervlak
Geladen deeltjes kunnen heel snel naar binnen of naar buiten worden verplaatst in een axon,
waardoor er verplaatsing optreedt van lading, hierdoor treedt een potentiaal verschil op en als dat
potentiaal verschil groot genoeg is spreken we van een actiepotentiaal.
Zo’n spanningsverschil meet je door een zenuwcel in een kweekbakje, een hele dunne glaspipet met
oplossing die in contact staat met een versterker prik je in een zenuwcel en een referentie-elektrode
in het kweekmedium en dan kan je het verschil meten met de (hele sterke) versterker.
Rust membraanpotentiaal: spanningsverschil tussen binnen en buiten als het neuron niets doet, in
rust is.
, Gegradeerde potentiaal: kleine afwijkingen van het rustmembraanpotentiaal, een kleine negatieve of
positieve verandering. Kan onder sommige omstandigheden een actiepotentiaal genereren.
Actie potentiaal: het is daarvoor nodig dat het actiepotentiaal zich verplaatst van het begin van het
axon naar het uiteinde van het axon, dat is het signaal voor synapsen om actief te worden (een
volgende zenuwcel te activeren).
Rust membraanpotentiaal: het rustmembraanpotentiaal (V m) is het membraanpotentiaal van een cel
in een niet-gestimuleerde staat. De lading aan de buitenkant van de cel wordt vooral bepaald door
natriumionen (positief) en chloride (negatief). De lading aan de binnenkant van de cel wordt vooral
bepaald door kalium (positief) en macromoleculen (eiwitten bijvoorbeeld) (negatief). In het
celmembraan zit een passief (en selectief) kaliumkanaal, waardoor kaliumionen kunnen stromen van
de binnenkant van de cel naar de buitenkant van de cel. Dit gaat door de concentratiegradiënt
(binnen hoger dan buiten), dit noem je de diffusiekracht, wat niet oneindig doorgaat. Hoe meer
positieve lading je opbouwt aan de buitenkant van het celmembraan, hoe trager kalium naar buiten
stroomt via het kaliumkanaal. Een elektrostatische kracht zorgt ervoor dat het niet oneindig
doorstroomt. Alle zenuwcellen beschikken ook over een passief (en selectief) natriumkanaal, wat
precies hetzelfde werkt als het kaliumkanaal maar dan stroomt het van buiten naar binnen. Er is iets
nodig om dit systeem goed te laten werken, te veel kalium naar buiten of te veel natrium naar
binnen is niet goed voor het systeem. Er is een pomp nodig die te veel naar buiten gestroomd kalium
weer naar binnen kan pompen en die te veel naar binnen gestroomd natrium naar buiten kan
pompen. Dit is geen kanaal, het is een actieve pomp die energie nodig heeft. Als je ATP hydrolyseert
naar ADP gebruik je energie. De sodium-potassium exchange pomp (natriumkaliumpomp) heeft ATP
nodig om 2 kaliumionen naar binnen te pompen en 3 natriumionen naar buiten te pompen.
Alle zenuwcellen hebben ongeveer een rustmembraanpotentiaal van ongeveer -70 mV.
Het evenwichtspotentieel voor kalium (Ek) is -90 mV.
Gegradeerde potentialen:
- Depolarisatie: dan wordt het membraanpotentiaal minder negatief/positiever
- Repolarisatie: membraanpotentiaal gaat terug naar rustpotentiaal na depolarisatie of
hyperpolarisatie
- Hyperpolarisatie: dan wordt het membraanpotentiaal minder positief/negatiever
Wat veroorzaakt een neuron om gedepolariseerd of gehyperpoliseerd wordt?
- Experimenteel:
Injectie van hyperpolariserende (naar buiten gerichte) of depolariserende (naar
binnen gerichte) stroom
Toepassing van chemische stimulus
- In het brein:
Synaptische input van andere neuronen (neurotransmitters), sommige
depolariseren en sommige hyperpolariseren
Input van sensorische organen
Ligand-gated ion-kanalen (LGIC’s) openen zich als reactie op de binding van een chemische stof (een
ligand; vaak een neurotransmitter), wat resulteert in de instroom van een specifiek ionentype (ion
specificiteit) en een kleine verandering in membraanpotentiaal. LGIC’s spelen een belangrijke rol bij
de inductie van neuronale depolarisatie of hyperpolarisatie.
