Pathofysiologie: neurologie
8. INTRODUCTIE
- Belang vak: verband met GM voor behandeling
- Neuroloog: dokter, een niet-snijdende discipline (geen chirurg)
- Neurologische aandoening bv. migraine
- Obama, BRAIN initiative = initiatief om over 10j dieper inzicht te krijgen in ZS
8.1 inleiding Hersenen
Zenuwstelsel (ZS) ruggenmerg
- Communicatie- en controlenetwerk → snel en aangepast reageren op omgeving
o Voor gewaarwording + perceptie: nodig om te integreren, functioneren → overleven
- Omgeving:
1. Extern: wereld buiten lichaam (bv. bal komt op je af → je ontwijkt)
2. Intern: eigen lichaamsweefsels en constituenten (bv. ademhaling, hartritme..)
- Werking:
Sensorische info → info integreren met vooraf → handeling uitvoeren door
Verwerken opgedane info uit geheugen effectororganen (spieren, klieren)
+ beslissen over de te
nemen actie
- Functionele opdeling zenuwstelsel:
• “bewust”: somatisch deel (actief) van het zenuwstelsel (bv: spierstelsel)
• ”onbewust”: autonome (passief) zenuwstelsel (bv: hartritme, ademhaling,
doorbloeding, endocriene functies)
- Elke handeling vraagt hoge mate van coördinatie van alle lichaamsdelen
bv. opheffing arm: ook activatie van spieren in wervelkolom en benen → evenwicht + positie te
bepalen → integratie van sensorische organen (zicht, vestibulair..)
• nog ingewikkelder: verandering in intern omgeving bv. hardlopen: hartritme, ademhaling..
- processen worden continu bijgestuurd en gemonitord door ZS, waarbij subsystemen efficiënt
moeten samenwerken om het organisme correct te laten functioneren
- Anatomische opdeling zenuwstelsel:
• Centraal zenuwstelsel (CZS): hersenen en ruggenmerg
• Perifeer zenuwstelsel (PZS): uittredende zenuwen en ganglia ( net buiten CZS = alles wat
binnenkomt en weggaat, bezenuwen alle delen v/h lichaam)
1
, - signaal via PZS naar hersenen
- elektrische signalen → hersenen
Figuur 1: voorstelling circuit van onderdelen va ZS die rol spelen bij respons v/h ZS
8.2 Cellulaire componenten v/h ZS
ZS bestaat uit weefsels, cellen en bloedvaten
- Cellen (=bouwstenen), omgeven bindweefsel (+/- vaste positie) en bloedvaten (voldoende 𝑂2 )
2 ≠ celtypes
1. Neuronen: zenuwcellen (86 biljoen!)
o Functie: generen van signalen (elektrisch (=actiepotentialen) of chemisch) naar andere
neuronen of effector cellen (bv. spiercellen)
o Contact tussen neuronen = synaps = plaats waar signaal doorgaat naar volgende cel
o waarbij synaptische transmissie kritisch is voor werking van neuronen
2. Gliale cellen: neuroglia= ‘zenuwlijm’ (soort lijm/bijeenhouden..) (85 biljoen)
o Lang beschouwd als passieve steunelementen i/h ZS (“zenuwlijm”) die het interne en
metabole milieu van het ZS in standhouden
o Steeds duidelijker welke complexe impact ze hebben in de goede werking van het ZS
8.2.1 Neuronen
3 belangrijke componenten:
1. Cellichaam= perikaryon = soma
2. Uitsteeksels: neurieten (variabel: veel ≠ van neuron tot neuron)
o Dendrieten (signalen ontvangen)
o Axon (signalen wegsturen + kan heel lang zijn)
→ in axonheuvel → actiepotentiaal → signaaloverdracht
3. Synaps (signaaloverdracht op elektrische of chemische wijze)
Myeline: omhulsel, isolatie laag rond axon → veel
snellere geleiding van signalen
2
,Groot aantal varianten (zelfs zonder axonen en dendrieten) : reflecteert de intrinsieke functie v/d
specifieke neuronen
1. Cellichaam
- Nodige bestanddelen voor goede werking van neuronen (genetische/enzymatische machinerie en
cruciale organellen (bv. kern, mitochondriën… ))
- Ontvangt ook synaptische input:
o Elektrische/chemische signalen van andere neuronen
o Synaptische input is kwantitatief minder belangrijk, MAAR kwalitatief wel
▪ Door: proximiteit tot het axon → synaptische signalen naar het cellichaam die
van de dendrieten overheersen
▪ Hoe dichter axon bij axonheuvel, hoe sterker actiepotentiaal (≠ in
membraanpotentiaal)
2. Dendrieten
- georganiseerd in dendritische boom = erg wisselend in aantal, lengte, vertakkingen en spatiële
organisatie
- Dendrieten maken contact met ≠ axonen + dienen zo als ‘antennes’ v/h neuron om inkomende
info te ontvangen
- Vorm en omvang, expressie van receptoren en kanalen: kritisch in hoe synaptische input het
neuron zullen beïnvloeden
- Dendritische snipes= kleine paddenstoelachtige uitstulpingen op dendrieten → synaptisch
contact voor excitatoire signalen (signalen van andere neuronen)
3. Axon
- Extensie van cellichaam
- Brengt celsignaal over naar andere neuronen of cellen dmv actiepotentiaal
- Elke neuron: 1 axon
- Zeer lang + variatie in diameter (! Dikkere axonen, geleiden sneller)
- Actiepotentiaal: gegenereerd in het proximale segment v/h axon (= axonheuvel, plaats waar axon
→ neuron)
- Al dan niet voorzien van myelineschede
o Isolatielaag + snellere overdacht v/d elektrische signalen
- Plaats signaaloverdracht aan eind axon = synaps
korte samenvatting:
• Dendrieten = Antennes die informatie aanvoeren
• Neuron = verwerkt deze informatie
• Axon = overdracht naar volgende neuron/cel
Structureel 4 soorten neuronen
1. Anaxonische neuronen: geen axon
2. Multipolaire “ : ≥ 3 uitstekels op soma (99% v/d neuronen in ZS = meest frequent)
3. Bipolaire “ : 2 uitstekels (een axon en een dendriet), bv. in de retina en geurzenuw
4. (speudo)unipolaire “ : 1 kort uitsteeksel dat opsplitst in 2 of meer vertakkingen bv. ganglioncellen
v/h PZS met een efferente (centrale) en afferente (perifere) uitloper
3
, Functioneel 3 soorten neuronen
1. Sensoriële neuronen: gevoelige of ‘input’-neuronen, geleiden de stimuli naar het CZS (=
afferente/aanvoerende neuronen)
2. Motorische “ : ‘output’-neuronen, geleiden prikkels vanuit CZS → effectoren ‘spieren, klieren)
(= efferente/afvoerende neuronen)
3. Interneuronen (= schakelneuronen): zorgen voor zeer complexe schakelingen tussen o.a.
sensoriele en motorische neuronen → werking reguleren
Cellichaam= metabole motor → synthese van alle cruciale onderdelen voor goede axonale en
synaptische werking
- Axonen: zeer lang → passie diffusie = onvoldoende → gespecialiseerd transportsysteem
- Metabole afhankelijkheid van axonen v/h cellichaam → axonen afsterven indien losgesneden van
hun cellichaam (= ‘Walleriaanse degeneratie’)
Experiment: zenuw doorsnijden → bepalen waar het degenererende axon naartoe gaat
2 soorten transport
1. Snel axonaal transport (tot 400mm/dag): voor vervoerde membraangebonden organellen en
mitochondria
2. Traag transport (1mm/dag): voor moleculen in cytoplasma (bv. eiwitten)
- Bv. een synaptische vesikel kan op 2.5 dagen van hersenschors naar uiteinde voet verplaatste
worden ↔ sommige eiwitten doen 3j over dezelfde afstand
Concreet: transport verricht door microtubules: tramspoor waaraan gespecialiseerde
motorische proteïnes (kinesines en dyneines, 𝐶𝑎2+ afh transport) zitten
- Kinesines → axonaal anterograad transport: belangrijk in aanvoer en onderhoud van de
synaptische machinerie ( in richting van synaps)
- Dyneines → retrograad axonaal transport welke synaptische vesikels afvoert voor lysosomale
verwerking (in richting van cellichaam)
4
8. INTRODUCTIE
- Belang vak: verband met GM voor behandeling
- Neuroloog: dokter, een niet-snijdende discipline (geen chirurg)
- Neurologische aandoening bv. migraine
- Obama, BRAIN initiative = initiatief om over 10j dieper inzicht te krijgen in ZS
8.1 inleiding Hersenen
Zenuwstelsel (ZS) ruggenmerg
- Communicatie- en controlenetwerk → snel en aangepast reageren op omgeving
o Voor gewaarwording + perceptie: nodig om te integreren, functioneren → overleven
- Omgeving:
1. Extern: wereld buiten lichaam (bv. bal komt op je af → je ontwijkt)
2. Intern: eigen lichaamsweefsels en constituenten (bv. ademhaling, hartritme..)
- Werking:
Sensorische info → info integreren met vooraf → handeling uitvoeren door
Verwerken opgedane info uit geheugen effectororganen (spieren, klieren)
+ beslissen over de te
nemen actie
- Functionele opdeling zenuwstelsel:
• “bewust”: somatisch deel (actief) van het zenuwstelsel (bv: spierstelsel)
• ”onbewust”: autonome (passief) zenuwstelsel (bv: hartritme, ademhaling,
doorbloeding, endocriene functies)
- Elke handeling vraagt hoge mate van coördinatie van alle lichaamsdelen
bv. opheffing arm: ook activatie van spieren in wervelkolom en benen → evenwicht + positie te
bepalen → integratie van sensorische organen (zicht, vestibulair..)
• nog ingewikkelder: verandering in intern omgeving bv. hardlopen: hartritme, ademhaling..
- processen worden continu bijgestuurd en gemonitord door ZS, waarbij subsystemen efficiënt
moeten samenwerken om het organisme correct te laten functioneren
- Anatomische opdeling zenuwstelsel:
• Centraal zenuwstelsel (CZS): hersenen en ruggenmerg
• Perifeer zenuwstelsel (PZS): uittredende zenuwen en ganglia ( net buiten CZS = alles wat
binnenkomt en weggaat, bezenuwen alle delen v/h lichaam)
1
, - signaal via PZS naar hersenen
- elektrische signalen → hersenen
Figuur 1: voorstelling circuit van onderdelen va ZS die rol spelen bij respons v/h ZS
8.2 Cellulaire componenten v/h ZS
ZS bestaat uit weefsels, cellen en bloedvaten
- Cellen (=bouwstenen), omgeven bindweefsel (+/- vaste positie) en bloedvaten (voldoende 𝑂2 )
2 ≠ celtypes
1. Neuronen: zenuwcellen (86 biljoen!)
o Functie: generen van signalen (elektrisch (=actiepotentialen) of chemisch) naar andere
neuronen of effector cellen (bv. spiercellen)
o Contact tussen neuronen = synaps = plaats waar signaal doorgaat naar volgende cel
o waarbij synaptische transmissie kritisch is voor werking van neuronen
2. Gliale cellen: neuroglia= ‘zenuwlijm’ (soort lijm/bijeenhouden..) (85 biljoen)
o Lang beschouwd als passieve steunelementen i/h ZS (“zenuwlijm”) die het interne en
metabole milieu van het ZS in standhouden
o Steeds duidelijker welke complexe impact ze hebben in de goede werking van het ZS
8.2.1 Neuronen
3 belangrijke componenten:
1. Cellichaam= perikaryon = soma
2. Uitsteeksels: neurieten (variabel: veel ≠ van neuron tot neuron)
o Dendrieten (signalen ontvangen)
o Axon (signalen wegsturen + kan heel lang zijn)
→ in axonheuvel → actiepotentiaal → signaaloverdracht
3. Synaps (signaaloverdracht op elektrische of chemische wijze)
Myeline: omhulsel, isolatie laag rond axon → veel
snellere geleiding van signalen
2
,Groot aantal varianten (zelfs zonder axonen en dendrieten) : reflecteert de intrinsieke functie v/d
specifieke neuronen
1. Cellichaam
- Nodige bestanddelen voor goede werking van neuronen (genetische/enzymatische machinerie en
cruciale organellen (bv. kern, mitochondriën… ))
- Ontvangt ook synaptische input:
o Elektrische/chemische signalen van andere neuronen
o Synaptische input is kwantitatief minder belangrijk, MAAR kwalitatief wel
▪ Door: proximiteit tot het axon → synaptische signalen naar het cellichaam die
van de dendrieten overheersen
▪ Hoe dichter axon bij axonheuvel, hoe sterker actiepotentiaal (≠ in
membraanpotentiaal)
2. Dendrieten
- georganiseerd in dendritische boom = erg wisselend in aantal, lengte, vertakkingen en spatiële
organisatie
- Dendrieten maken contact met ≠ axonen + dienen zo als ‘antennes’ v/h neuron om inkomende
info te ontvangen
- Vorm en omvang, expressie van receptoren en kanalen: kritisch in hoe synaptische input het
neuron zullen beïnvloeden
- Dendritische snipes= kleine paddenstoelachtige uitstulpingen op dendrieten → synaptisch
contact voor excitatoire signalen (signalen van andere neuronen)
3. Axon
- Extensie van cellichaam
- Brengt celsignaal over naar andere neuronen of cellen dmv actiepotentiaal
- Elke neuron: 1 axon
- Zeer lang + variatie in diameter (! Dikkere axonen, geleiden sneller)
- Actiepotentiaal: gegenereerd in het proximale segment v/h axon (= axonheuvel, plaats waar axon
→ neuron)
- Al dan niet voorzien van myelineschede
o Isolatielaag + snellere overdacht v/d elektrische signalen
- Plaats signaaloverdracht aan eind axon = synaps
korte samenvatting:
• Dendrieten = Antennes die informatie aanvoeren
• Neuron = verwerkt deze informatie
• Axon = overdracht naar volgende neuron/cel
Structureel 4 soorten neuronen
1. Anaxonische neuronen: geen axon
2. Multipolaire “ : ≥ 3 uitstekels op soma (99% v/d neuronen in ZS = meest frequent)
3. Bipolaire “ : 2 uitstekels (een axon en een dendriet), bv. in de retina en geurzenuw
4. (speudo)unipolaire “ : 1 kort uitsteeksel dat opsplitst in 2 of meer vertakkingen bv. ganglioncellen
v/h PZS met een efferente (centrale) en afferente (perifere) uitloper
3
, Functioneel 3 soorten neuronen
1. Sensoriële neuronen: gevoelige of ‘input’-neuronen, geleiden de stimuli naar het CZS (=
afferente/aanvoerende neuronen)
2. Motorische “ : ‘output’-neuronen, geleiden prikkels vanuit CZS → effectoren ‘spieren, klieren)
(= efferente/afvoerende neuronen)
3. Interneuronen (= schakelneuronen): zorgen voor zeer complexe schakelingen tussen o.a.
sensoriele en motorische neuronen → werking reguleren
Cellichaam= metabole motor → synthese van alle cruciale onderdelen voor goede axonale en
synaptische werking
- Axonen: zeer lang → passie diffusie = onvoldoende → gespecialiseerd transportsysteem
- Metabole afhankelijkheid van axonen v/h cellichaam → axonen afsterven indien losgesneden van
hun cellichaam (= ‘Walleriaanse degeneratie’)
Experiment: zenuw doorsnijden → bepalen waar het degenererende axon naartoe gaat
2 soorten transport
1. Snel axonaal transport (tot 400mm/dag): voor vervoerde membraangebonden organellen en
mitochondria
2. Traag transport (1mm/dag): voor moleculen in cytoplasma (bv. eiwitten)
- Bv. een synaptische vesikel kan op 2.5 dagen van hersenschors naar uiteinde voet verplaatste
worden ↔ sommige eiwitten doen 3j over dezelfde afstand
Concreet: transport verricht door microtubules: tramspoor waaraan gespecialiseerde
motorische proteïnes (kinesines en dyneines, 𝐶𝑎2+ afh transport) zitten
- Kinesines → axonaal anterograad transport: belangrijk in aanvoer en onderhoud van de
synaptische machinerie ( in richting van synaps)
- Dyneines → retrograad axonaal transport welke synaptische vesikels afvoert voor lysosomale
verwerking (in richting van cellichaam)
4
