METABOLISME EN VOEDING – WEEK 3
MODULE 3.4: NEUROTRANSMITTERS EN ADRENALINE
KORT OVERZICHT VORIGE LES
In de vorige les ging het over:
• Peptide-hormonen:
o Die worden aangemaakt volgens de normale sequentie aan DNA à mRNA
à eiwitprecursor à hormoon uitgeknipt door convertasen
• Steroïd-hormonen
o Afgeleiden van cholesterol
o Worden aangemaakt in bijniercortex
• Schildklierhormonen
o Aangemaakt door iodinatie van het thyroglobuline eiwit (de
thyrosineresidus worden gejodineerd) à T4 is het meest voorkomende
prohormoon dat in de target zelf omgezet wordt naar T3
Nu gaan we het hebben over neurotransmitters en adrenaline die in veel gevallen
aminozuur afgeleiden zijn.
SPECIFIEKE METABOLE PADEN
Specifieke metabole paden zijn nodig voor synthese/afbraak van neurotransmitters:
• Gespecialiseerd metabolisme in welbepaalde neuronen, endocriene cellen voor
afbraak/aanmaak van neurotransmitters
• Sterk verweven met het aminozuurmetabolisme (Leerboek => hoofdstuk 9), veel
van de neurotransmitters zijn aminozuur afgeleiden
o Het metabolisme van die neurotransmitters zal sterk samenhangen met
het aminozuurmetabolisme
• We bestuderen catecholamines, serotonine, glutamaat & GABA, acetylcholine
,AMINOZUUR(AFGELEIDEN) ZIJN BELANGRIJKE NEUROTRANSMITTERS
Vorming neurotransmitters:
1. Aminozuren die extracellulair circuleren worden opgenomen in de cel
2. Intracellulaire worden die aminozuren gemetaboliseert tot neurotransmitter
3. Die neurotransmitters worden dan vrijgezet in de synaptische spleet waar ze hun
werking uitoefenen: binden aan receptoren
4. Daarna wordt een deel afgebroken en een deel wordt weer opgenomen in de
presynaptische verdikking van het axon (recyclage)
Er zijn verschillende aminozuren die voorlopers zijn van neurotransmitters: zie tabel slie
à glycine en glutamaat worden rechtstreeks als neurotransmitter gebruikt!
SYNTHESE VAN CATECHOLAMINES VERTREKT VAN FENYLALANINE EN TYROSINE
Fenylalanine kan omgezet worden naar tyrosine door het fenylalaninehydroxylase, vanaf
dat je dan tyrosine hebt zijn er een aantal metabole stappen mogelijk:
1. Eerst omzetting van tyrosine naar DOPA door het tyrosine hydroxylase
o DOPA zal onze coördinatie en bewegingen bepalen doordat die een
belangrijke NT is in de substantia nigra
o Bij de ziekte van Parkinson ontstaat er een tekort aan DOPA in de substantia
nigra en die patiënten gaan typische moeite hebben met vloeiende
bewegingen, stappen,…
2. DOPA kan verder gemetaboliseerd worden tot dopamine
3. Dopamine kan dan verder omgezet worden naar noradrenaline
o Noradrenaline is de belangrijkste NT van het orthosympatische zenuwstelsel
(dus deel van ons autonoom ZS)
4. En noradrenaline zal finaal omgezet worden naar adrenaline
o Adrenaline is het hormoon van het bijniermerg
(enzymes van deze pathway moeten niet gekend zijn! Belangrijk om te zien dat tyrosine
een belangrijke voorloper is van vele NT en dat de omzetting van fenylalanine naar
tyrosine dus ook belangrijk is)
PLEIOTROPIE VAN (NOR)ADRENALINE DANKZIJ 9 VERSCHILLENDE ADRENERGE
RECEPTOREN, BREED ACTIETEREIN VOOR DE FARMACOLOGIE
Een hormoon kan op verschillende cellen verschillende effecten hebben omdat op die
verschillende cellen andere receptoren zijn voor dat zelfde hormoon of
neurotransmitter.
,Voor (nor)adrenaline zijn 9 verschillende receptoren gekend (die dan nog onderling
kunnen associëren enzo) die een verschillende effect hebben in de weefsel waarop ze
tot expressie komen. Dit is farmacologisch heel belangrijk want er zijn verschillende
agonisten en antagonisten gekend die specifiek subtypes van die receptoren gaan
binden en die dus gaan blokkeren of stimuleren.
Vooral de bète blokkers zijn als klasse medisch gesproken heel belangrijk (hartrimte
vertragen, bloeddruk laten dalen) en de bèta mimetica voor behandeling van astma.
AFBRAAK VAN CATECHOLAMINES DOOR MAO EN COMT
De activiteit en concentratie van neurotransmitters gaat afhangen van zowel de
productiesnelheid/ de snelheid waarmee ze vrijkomen en kunnen gaan binden aan
receptoren alsook de snelheid waarmee ze terug verwijdert/afgebroken worden.
Afbraak van noradrenaline tot inactieve metabolieten die urinaire uitgescheiden worden
door 2 enzymes:
• Monoamine oxidase (MAO)
o Target voor inhibitoren die gebruikt werden als psychofarmaca à als je de
afbraak van noradrenaline gaat inhiberen, krijg je hogere spiegels van
noradrenaline waardoor de levensduur verlengt wordt en je dus een effect
van catecholamine stijging krijgt, activatie
• Catechol-O-methyl transferase (COMT)
SYNTHESE VAN SEROTONINE EN MELATONINE VERTREKT VAN TRYPTOFAAN
Serotonine is medisch ook belangrijk omwille van de SSRI: de serotonine reuptake
inhibitoren = medicijnen die de heropname van serotonine uit de synaptische spleet
gaan remmen en zo de concentratie aan serotonine in de synaps hoog gaan houden en
op die manier een anti-depresieve werking zouden hebben.
Serotonine wordt aangemaakt in neuronen of ook in neuroendocriene cellen van de
pijnappelklier (= epifyse = corpus pinealis) die vooral een rol speelt in het bepalen van
dag-nacht ritme.
Aanmaak:
• Serotonine wordt aangemaakt uitgaande van 5-hydroxytryptofaan dat dan weer
een afgeleide is van tryptofaan
• Ook hier wordt DOPA-decarboxylase gebruikt om de carboxylgroep te
verwijderen tervorming van 5-hydroxytryptofaan, ook dit enzym zal DOPA
decarboxyleren dus een betere naam zou zijn: aromatisch aminozuur
decarboxylase
, Melatonine : wordt in de pijnappelklier in twee stappen afgeleid van serotonine en via
een dag/nacht patroon naar de bloedbaan gesecreteerd. Het is een metaboliet van
serotonine.
SECRETIE, RE-UPTAKE EN AFBRAAK VAN NORADRENALINE EN SEROTONINE
De secretie, de re-uptake en de afbraak van noradrenaline (afgeleide van tyrosine) en
serotonine (efgeleide van tryptofaan) verlopen heel parallel:
1. De NT worden vrijgezet door exocytose in de synaptische spleet
2. Binden aan hun respectievelijke recpetoren en gaan dan ionenfluxen of
signaaltransductiecascades stimuleren in het postsynaptisch neuron
3. De NT komen los van hun receptor en worden gerecycleerd of gerecupereerd of
heropgenomen in het presynaptisch neuron waarin ze dan afgebroken of
heropgenomen worden in exocytotische vesikels
MELATONINE IS EEN HORMOON DAT ’S NACHTS DOOR DE PIJNAPPELKLIER
(CORPUS PINEALIS) AANGEMAAKT EN GESECRETEERD WORDT
Melatonine = een metaboliet van serotonine en dus ook afkomstig van tryptofaan.
Het is een hormoon dat ons dag/nacht ritme mee gaat bepalen, het gaat vrijkomen
wanneer er minder licht invalt op ons netvlies. Dus snachts wanneer je ogen dicht zijn
krijgen we een pulse van melatonine.
Melatonine is zeker niet hetzelfde als melanine (ons pigment) dat afgeleidt is van
tyrosine!!!
GLUTAMAAT: SAMENWERKING TUSSEN NEURONEN EN ASTROCYTEN (GLIACELLEN)
Glutamaat is een aminozuur dat rechtstreeks zelf een neurotransmitter is.
Op de prent (zie slide) zie je hoe vermeden wordt dat het excytatorisch effect van
glutamaat uit de hand zou lopen en dat vergt een samenwerking tussen neuronen en
gliacellen:
1. Glutamaat wordt vrijgesteld in de synaptische spleet
2. Glutamaat bindt aan postsynaptische glutamaat receptoren
3. De astrocyten nemen glutamaat terug op vanuit de synaptische spleet en zetten
dit om naar glutamine door er een ammoniak aan te verbinden
4. Het glutamine gaat deels over de bloedhersenbarrière gesecreteerd worden naar
bloedvaten en kan zo rondreizen en uiteindelijk in de lever die ammoniak afgeven
om daar in de ureumcyclus omgezet te worden naar ureum en zo uitgescheiden
te worden uit ons systeem. Een deel van het glutamine wordt ook teruggegeven
aan het neuron waarin het terug omgezet wordt naar glutamaat.
MODULE 3.4: NEUROTRANSMITTERS EN ADRENALINE
KORT OVERZICHT VORIGE LES
In de vorige les ging het over:
• Peptide-hormonen:
o Die worden aangemaakt volgens de normale sequentie aan DNA à mRNA
à eiwitprecursor à hormoon uitgeknipt door convertasen
• Steroïd-hormonen
o Afgeleiden van cholesterol
o Worden aangemaakt in bijniercortex
• Schildklierhormonen
o Aangemaakt door iodinatie van het thyroglobuline eiwit (de
thyrosineresidus worden gejodineerd) à T4 is het meest voorkomende
prohormoon dat in de target zelf omgezet wordt naar T3
Nu gaan we het hebben over neurotransmitters en adrenaline die in veel gevallen
aminozuur afgeleiden zijn.
SPECIFIEKE METABOLE PADEN
Specifieke metabole paden zijn nodig voor synthese/afbraak van neurotransmitters:
• Gespecialiseerd metabolisme in welbepaalde neuronen, endocriene cellen voor
afbraak/aanmaak van neurotransmitters
• Sterk verweven met het aminozuurmetabolisme (Leerboek => hoofdstuk 9), veel
van de neurotransmitters zijn aminozuur afgeleiden
o Het metabolisme van die neurotransmitters zal sterk samenhangen met
het aminozuurmetabolisme
• We bestuderen catecholamines, serotonine, glutamaat & GABA, acetylcholine
,AMINOZUUR(AFGELEIDEN) ZIJN BELANGRIJKE NEUROTRANSMITTERS
Vorming neurotransmitters:
1. Aminozuren die extracellulair circuleren worden opgenomen in de cel
2. Intracellulaire worden die aminozuren gemetaboliseert tot neurotransmitter
3. Die neurotransmitters worden dan vrijgezet in de synaptische spleet waar ze hun
werking uitoefenen: binden aan receptoren
4. Daarna wordt een deel afgebroken en een deel wordt weer opgenomen in de
presynaptische verdikking van het axon (recyclage)
Er zijn verschillende aminozuren die voorlopers zijn van neurotransmitters: zie tabel slie
à glycine en glutamaat worden rechtstreeks als neurotransmitter gebruikt!
SYNTHESE VAN CATECHOLAMINES VERTREKT VAN FENYLALANINE EN TYROSINE
Fenylalanine kan omgezet worden naar tyrosine door het fenylalaninehydroxylase, vanaf
dat je dan tyrosine hebt zijn er een aantal metabole stappen mogelijk:
1. Eerst omzetting van tyrosine naar DOPA door het tyrosine hydroxylase
o DOPA zal onze coördinatie en bewegingen bepalen doordat die een
belangrijke NT is in de substantia nigra
o Bij de ziekte van Parkinson ontstaat er een tekort aan DOPA in de substantia
nigra en die patiënten gaan typische moeite hebben met vloeiende
bewegingen, stappen,…
2. DOPA kan verder gemetaboliseerd worden tot dopamine
3. Dopamine kan dan verder omgezet worden naar noradrenaline
o Noradrenaline is de belangrijkste NT van het orthosympatische zenuwstelsel
(dus deel van ons autonoom ZS)
4. En noradrenaline zal finaal omgezet worden naar adrenaline
o Adrenaline is het hormoon van het bijniermerg
(enzymes van deze pathway moeten niet gekend zijn! Belangrijk om te zien dat tyrosine
een belangrijke voorloper is van vele NT en dat de omzetting van fenylalanine naar
tyrosine dus ook belangrijk is)
PLEIOTROPIE VAN (NOR)ADRENALINE DANKZIJ 9 VERSCHILLENDE ADRENERGE
RECEPTOREN, BREED ACTIETEREIN VOOR DE FARMACOLOGIE
Een hormoon kan op verschillende cellen verschillende effecten hebben omdat op die
verschillende cellen andere receptoren zijn voor dat zelfde hormoon of
neurotransmitter.
,Voor (nor)adrenaline zijn 9 verschillende receptoren gekend (die dan nog onderling
kunnen associëren enzo) die een verschillende effect hebben in de weefsel waarop ze
tot expressie komen. Dit is farmacologisch heel belangrijk want er zijn verschillende
agonisten en antagonisten gekend die specifiek subtypes van die receptoren gaan
binden en die dus gaan blokkeren of stimuleren.
Vooral de bète blokkers zijn als klasse medisch gesproken heel belangrijk (hartrimte
vertragen, bloeddruk laten dalen) en de bèta mimetica voor behandeling van astma.
AFBRAAK VAN CATECHOLAMINES DOOR MAO EN COMT
De activiteit en concentratie van neurotransmitters gaat afhangen van zowel de
productiesnelheid/ de snelheid waarmee ze vrijkomen en kunnen gaan binden aan
receptoren alsook de snelheid waarmee ze terug verwijdert/afgebroken worden.
Afbraak van noradrenaline tot inactieve metabolieten die urinaire uitgescheiden worden
door 2 enzymes:
• Monoamine oxidase (MAO)
o Target voor inhibitoren die gebruikt werden als psychofarmaca à als je de
afbraak van noradrenaline gaat inhiberen, krijg je hogere spiegels van
noradrenaline waardoor de levensduur verlengt wordt en je dus een effect
van catecholamine stijging krijgt, activatie
• Catechol-O-methyl transferase (COMT)
SYNTHESE VAN SEROTONINE EN MELATONINE VERTREKT VAN TRYPTOFAAN
Serotonine is medisch ook belangrijk omwille van de SSRI: de serotonine reuptake
inhibitoren = medicijnen die de heropname van serotonine uit de synaptische spleet
gaan remmen en zo de concentratie aan serotonine in de synaps hoog gaan houden en
op die manier een anti-depresieve werking zouden hebben.
Serotonine wordt aangemaakt in neuronen of ook in neuroendocriene cellen van de
pijnappelklier (= epifyse = corpus pinealis) die vooral een rol speelt in het bepalen van
dag-nacht ritme.
Aanmaak:
• Serotonine wordt aangemaakt uitgaande van 5-hydroxytryptofaan dat dan weer
een afgeleide is van tryptofaan
• Ook hier wordt DOPA-decarboxylase gebruikt om de carboxylgroep te
verwijderen tervorming van 5-hydroxytryptofaan, ook dit enzym zal DOPA
decarboxyleren dus een betere naam zou zijn: aromatisch aminozuur
decarboxylase
, Melatonine : wordt in de pijnappelklier in twee stappen afgeleid van serotonine en via
een dag/nacht patroon naar de bloedbaan gesecreteerd. Het is een metaboliet van
serotonine.
SECRETIE, RE-UPTAKE EN AFBRAAK VAN NORADRENALINE EN SEROTONINE
De secretie, de re-uptake en de afbraak van noradrenaline (afgeleide van tyrosine) en
serotonine (efgeleide van tryptofaan) verlopen heel parallel:
1. De NT worden vrijgezet door exocytose in de synaptische spleet
2. Binden aan hun respectievelijke recpetoren en gaan dan ionenfluxen of
signaaltransductiecascades stimuleren in het postsynaptisch neuron
3. De NT komen los van hun receptor en worden gerecycleerd of gerecupereerd of
heropgenomen in het presynaptisch neuron waarin ze dan afgebroken of
heropgenomen worden in exocytotische vesikels
MELATONINE IS EEN HORMOON DAT ’S NACHTS DOOR DE PIJNAPPELKLIER
(CORPUS PINEALIS) AANGEMAAKT EN GESECRETEERD WORDT
Melatonine = een metaboliet van serotonine en dus ook afkomstig van tryptofaan.
Het is een hormoon dat ons dag/nacht ritme mee gaat bepalen, het gaat vrijkomen
wanneer er minder licht invalt op ons netvlies. Dus snachts wanneer je ogen dicht zijn
krijgen we een pulse van melatonine.
Melatonine is zeker niet hetzelfde als melanine (ons pigment) dat afgeleidt is van
tyrosine!!!
GLUTAMAAT: SAMENWERKING TUSSEN NEURONEN EN ASTROCYTEN (GLIACELLEN)
Glutamaat is een aminozuur dat rechtstreeks zelf een neurotransmitter is.
Op de prent (zie slide) zie je hoe vermeden wordt dat het excytatorisch effect van
glutamaat uit de hand zou lopen en dat vergt een samenwerking tussen neuronen en
gliacellen:
1. Glutamaat wordt vrijgesteld in de synaptische spleet
2. Glutamaat bindt aan postsynaptische glutamaat receptoren
3. De astrocyten nemen glutamaat terug op vanuit de synaptische spleet en zetten
dit om naar glutamine door er een ammoniak aan te verbinden
4. Het glutamine gaat deels over de bloedhersenbarrière gesecreteerd worden naar
bloedvaten en kan zo rondreizen en uiteindelijk in de lever die ammoniak afgeven
om daar in de ureumcyclus omgezet te worden naar ureum en zo uitgescheiden
te worden uit ons systeem. Een deel van het glutamine wordt ook teruggegeven
aan het neuron waarin het terug omgezet wordt naar glutamaat.
