verdiepingsles NMJ en centrale synaps
neuromusculaire synaps
- neuromusculaire synaps: NMJ
o motorneuron: stuurt skeletspier aan adhv synapsen waarbij NT vrijgezet in synaptische spleet
⟶ excitatie skeletspier
o acetylcholine en acetylcholine receptor (pentameer)
o zit bij axon terminal
- excitatie-contractie: AP omgezet in Ca transiënt ⟶ krachtontwikkeling
- motorische eenheid: groep spiervezels door 1 axon bediend heeft motorische eenheid (motor unit) (1 tot 100
spiervezels per axon)
- axon: geeft signaal door, dendriet: ontvangt signaal
- elektronenmicroscopie beeld van een NMJ:
o dit ontwerp laat een snelle en gecontroleerde chemische transmissie toe:
nauwe synaptische spleet, massale Ach vrijzetting, veel AchR, veel esterase:
snelle Ach afbraak
sterke controle op de contractie
o Ach bij NMJ, andere zijde PM veel inkepingen ⟶ veel AchR = postsynaptish
o acetylcholinesterase zorgt dat Ach afgebroken worde
o esterase: zorgen dat nieuwe prikkel snel kan volgen
- excitatie contractie koppeling van de skeletspier
o pre-synaptisch: Nav,Kv kanalen ⟶ AP ⟶ Cav kanalen open ⟶ Ca influx ⟶
vesikels versmelten ⟶ acetylcholine vrijstelling in synaps
o synaps: acetylcholine esterase ⟶ afbraak acetylcholine
o post-synaptisch: acetylcholine ⟶ AchR (Na influx/K efflux) ⟶ EEP ⟶ Nav, Kv
kanalen ⟶ AP ⟶ DHPRv ⟶ RyR1 kanalen in SR openen ⟶ Ca verhoging
⟶ contractie SERCA verwijdert cytosolaire Ca ⟶ relaxatie
= beperkte depolarisatie: als Ach getriggerd ⟶ 1e elektsich potentiaal = EPP
⟶ zet Nav en Kv aan om AP uit te lokken
in PM: DHPR: gekoppeld aan RyR1 = Ca kanalen in SR ⟶ zorgen voor Ca
vrijzetting thv myofilamenten ⟶ contractie
Ca transient = kortstondige Ca verhoging, Ca verijderd door SERCA: pompt
heel de tijd Ca terug naar SR
o excitatie ⟶ Ca transient ⟶ contractie
- regeling contractiesterkte van skeletspieren
o summatie van elementaire alles-of-niets effecten
(1) summatie van het aantal geactiveerde motorische eenheden
hoe meer motorische eenheden per spier, hoe fijner de spiercontrole zal zijn
kracht verhogen: aantal motorische eenheden systematisch opdrijven ⟶
alle motorische eenheden nemen deel aan contractie
(2) mechanische summatie
mogelijk door korte duur geactiveerde toestand en aanwezigheid elastische
elementen
meerdere AP kort na elkaar versterken contractie
model: in serie van rigiede en elastische componenten
o a) twitch: kracht 1 elektrische prikkel
o b) clonus: summatie: 2e AP/contractie voor volledige relaxatie
o d) tetanus: voortdurende contractie door hoge frequentie APs ⟶ passieve
elementen dragen bij (reageren vertraagd) ⟶ plateau
o pees: bindweefsel dat spier vasthecht aan bot
o epimysium: bindweefellaag rond spier, voor integriteit spier en laat beweging toe t.o.v. andere organen
o perimysium: bindweefellaag rond fascicles (spierbundels)
o endomysium: bindweefellaag van collageen rond spiervezels
o onthoud: kracht wordt geregeld door aantal motorische eenheden te regelen en door de frequentie van
elektrische prikkeling (hoe hoger prikkelig ⟶ hoe hoger summatie ⟶ hoe sterkere kracht je genereerrt)
o 2 manieren om een spier te laten samentrekken
1. elektrische prikkel geven
2. rechstreeks n phrenicus prikkelen ⟶ eigenlijk AP die via NMJ overgedragen aan skeletspier
, = alleen als NMJ werkt
- componenten die ingrijpen op de NMJ
o tetrodotoxine: spanningskanalen blokkeren ⟶ alle AP
onderdrukken
o µ-conotoxine: Nav spier inhiberen
o botulinus toxine (botox): gaat versmelting onderdrukken ⟶ geen
Ach vrijzetting
latrotoxine: versmelting stimuleren: Ach vrijzetting
o curare, tubocurarine en cobra-toxine: blokkeren AchR
o neostigmine (insecticide), tabum, Sarin (zenuwgas), organische
fosfoesters: parathion, E605:
acetylcholinesterase remmers/onderdrukken
neostigmine: EPP langdurig verhoogd: kans op 2e AP in spiercel ⟶ summatie
⟶ toename contractie ⟶ contractuur, zelfs spierverlamming bij hoge dosis
vraag: wat is het effect van tubocurarine (1.10-6 M) het actieve bestanddeel van curare, op de contracties
uitgelokt door zenuw- en spierprikkeling? Leg uit. Hoe verklaar je dat de inhibitie contracties niet van alles-
of-niets type is?
Welke uitspraak is fout?
A. tubocurarine heeft invloed op de signaaloverdracht via de neuromusculaire synaps.
- ⟶ juist: cfr als NMJ gebruiken en spier rechstreeks prikkelen = zonder NMJ
- geen effect als spier niet prikkelen ⟶ spier werkt normaal: geen effect op Ca
- enkel effect zenuw prikkelen = als NMJ gebruikt
B. tubocurarine is een reversiebele competitieve antagonist van acetylcholine
- ⟶ juist: bindt op bindtingsplaats: dus of tubocurarine of nicotine = competitie
- ⟶ we kunnen tubocurarine wegwassen: is dus reversiebel (want een permanente inhibitie is niet wegwasbaar)
C. tubocurarine doet de EPP dalen omwille van de competitie tussen acetylcholine en tubocurarine, wat de
contractiekracht van alle spiervezels doet afnemen
- ⟶ eerste deel (tot "wat") = juist
- tubocurarine ⟶ EPP onderdrukken ⟶ hoe meer tubocurarine, hoe groter effect op EPP
- tubocurarine in NMJ ⟶ geen elektrische prikkel in skeletspiervezel ⟶ groep skeletspiercellen
geprikkeld ⟶ actief samentrekken en alle anderen passief meebewegen
- = alles of niets verhaal ⟶ of geprikkeld en actief kracht of niet geprikkeld en geen kracht
- ⟶ dus n phrenicus geprikkeld
D. In aanwezigheid 10-6M tubocurarine nog steeds contractie, omdat dosis te laag is voor volledige inhibitie
spier
- meer tubocurarine ⟶ sterkere inhibitie = puur dosiseffect
tubocurarine bindt op de acetylcholine bindingsplaats AchR, maar inhibeert ⟶ dosisafhankelijk (competitieve
antagonist) ⟶ competitie met Ach wordt sterker en sterker
⟶ vanaf nu doen alle n phrenicus geprikkelde motorneuronen mee
vraag: wat is het effect van een Ca-vrije olossing op de contracties tgv zenuw- en spierprikkeling?
welke uitspraak bij deze figuur is fout?
A. voor signaaloverdracht via NMS is extracellulaire Ca vereist
- als je Ca weghaalt, verhinder je prikkeloverdracht via NMJ
- extracellulair Ca is nodig in NMJ voor presynaptische vrijzetting Ach
B. de spiercontractie hangt af van extracellulaire Ca
- krachtontwikeling spier normaal, ookal Ca weggenomen ⟶ contractie hangt niet af van
extracellulair Ca (skeletspier gebruikt intracellulair Ca uit SR/cytosol)
C. verwijderen van extracellulaire Ca heeft geen onherstelbare effecten op de spiercontractie.
- ⟶ was al geen effect: als je wast is er ook geen onherstelbare schade
- bij hartspier: valt onmiddellijk stil want Ca noodzakelijk voor excitatie hartspier in 2 stappen:
o 1. L-type Ca kanaal : (extracellulair Ca is hiervoor nodig)
o 2. RyR2 Ca als ligand gebruikt op RyR receptor en meer Ca vrijgezet vanuit SR = Ca geinduceerde Ca
vrijzetting ⟶ Ca nodig om Ca vrijzetting te induceren ⟶ 1e = extracellulair Ca en 2e = Ca uit SR
conformatieverandering DHPR is nodig voor trigger van RyR
neuromusculaire synaps
- neuromusculaire synaps: NMJ
o motorneuron: stuurt skeletspier aan adhv synapsen waarbij NT vrijgezet in synaptische spleet
⟶ excitatie skeletspier
o acetylcholine en acetylcholine receptor (pentameer)
o zit bij axon terminal
- excitatie-contractie: AP omgezet in Ca transiënt ⟶ krachtontwikkeling
- motorische eenheid: groep spiervezels door 1 axon bediend heeft motorische eenheid (motor unit) (1 tot 100
spiervezels per axon)
- axon: geeft signaal door, dendriet: ontvangt signaal
- elektronenmicroscopie beeld van een NMJ:
o dit ontwerp laat een snelle en gecontroleerde chemische transmissie toe:
nauwe synaptische spleet, massale Ach vrijzetting, veel AchR, veel esterase:
snelle Ach afbraak
sterke controle op de contractie
o Ach bij NMJ, andere zijde PM veel inkepingen ⟶ veel AchR = postsynaptish
o acetylcholinesterase zorgt dat Ach afgebroken worde
o esterase: zorgen dat nieuwe prikkel snel kan volgen
- excitatie contractie koppeling van de skeletspier
o pre-synaptisch: Nav,Kv kanalen ⟶ AP ⟶ Cav kanalen open ⟶ Ca influx ⟶
vesikels versmelten ⟶ acetylcholine vrijstelling in synaps
o synaps: acetylcholine esterase ⟶ afbraak acetylcholine
o post-synaptisch: acetylcholine ⟶ AchR (Na influx/K efflux) ⟶ EEP ⟶ Nav, Kv
kanalen ⟶ AP ⟶ DHPRv ⟶ RyR1 kanalen in SR openen ⟶ Ca verhoging
⟶ contractie SERCA verwijdert cytosolaire Ca ⟶ relaxatie
= beperkte depolarisatie: als Ach getriggerd ⟶ 1e elektsich potentiaal = EPP
⟶ zet Nav en Kv aan om AP uit te lokken
in PM: DHPR: gekoppeld aan RyR1 = Ca kanalen in SR ⟶ zorgen voor Ca
vrijzetting thv myofilamenten ⟶ contractie
Ca transient = kortstondige Ca verhoging, Ca verijderd door SERCA: pompt
heel de tijd Ca terug naar SR
o excitatie ⟶ Ca transient ⟶ contractie
- regeling contractiesterkte van skeletspieren
o summatie van elementaire alles-of-niets effecten
(1) summatie van het aantal geactiveerde motorische eenheden
hoe meer motorische eenheden per spier, hoe fijner de spiercontrole zal zijn
kracht verhogen: aantal motorische eenheden systematisch opdrijven ⟶
alle motorische eenheden nemen deel aan contractie
(2) mechanische summatie
mogelijk door korte duur geactiveerde toestand en aanwezigheid elastische
elementen
meerdere AP kort na elkaar versterken contractie
model: in serie van rigiede en elastische componenten
o a) twitch: kracht 1 elektrische prikkel
o b) clonus: summatie: 2e AP/contractie voor volledige relaxatie
o d) tetanus: voortdurende contractie door hoge frequentie APs ⟶ passieve
elementen dragen bij (reageren vertraagd) ⟶ plateau
o pees: bindweefsel dat spier vasthecht aan bot
o epimysium: bindweefellaag rond spier, voor integriteit spier en laat beweging toe t.o.v. andere organen
o perimysium: bindweefellaag rond fascicles (spierbundels)
o endomysium: bindweefellaag van collageen rond spiervezels
o onthoud: kracht wordt geregeld door aantal motorische eenheden te regelen en door de frequentie van
elektrische prikkeling (hoe hoger prikkelig ⟶ hoe hoger summatie ⟶ hoe sterkere kracht je genereerrt)
o 2 manieren om een spier te laten samentrekken
1. elektrische prikkel geven
2. rechstreeks n phrenicus prikkelen ⟶ eigenlijk AP die via NMJ overgedragen aan skeletspier
, = alleen als NMJ werkt
- componenten die ingrijpen op de NMJ
o tetrodotoxine: spanningskanalen blokkeren ⟶ alle AP
onderdrukken
o µ-conotoxine: Nav spier inhiberen
o botulinus toxine (botox): gaat versmelting onderdrukken ⟶ geen
Ach vrijzetting
latrotoxine: versmelting stimuleren: Ach vrijzetting
o curare, tubocurarine en cobra-toxine: blokkeren AchR
o neostigmine (insecticide), tabum, Sarin (zenuwgas), organische
fosfoesters: parathion, E605:
acetylcholinesterase remmers/onderdrukken
neostigmine: EPP langdurig verhoogd: kans op 2e AP in spiercel ⟶ summatie
⟶ toename contractie ⟶ contractuur, zelfs spierverlamming bij hoge dosis
vraag: wat is het effect van tubocurarine (1.10-6 M) het actieve bestanddeel van curare, op de contracties
uitgelokt door zenuw- en spierprikkeling? Leg uit. Hoe verklaar je dat de inhibitie contracties niet van alles-
of-niets type is?
Welke uitspraak is fout?
A. tubocurarine heeft invloed op de signaaloverdracht via de neuromusculaire synaps.
- ⟶ juist: cfr als NMJ gebruiken en spier rechstreeks prikkelen = zonder NMJ
- geen effect als spier niet prikkelen ⟶ spier werkt normaal: geen effect op Ca
- enkel effect zenuw prikkelen = als NMJ gebruikt
B. tubocurarine is een reversiebele competitieve antagonist van acetylcholine
- ⟶ juist: bindt op bindtingsplaats: dus of tubocurarine of nicotine = competitie
- ⟶ we kunnen tubocurarine wegwassen: is dus reversiebel (want een permanente inhibitie is niet wegwasbaar)
C. tubocurarine doet de EPP dalen omwille van de competitie tussen acetylcholine en tubocurarine, wat de
contractiekracht van alle spiervezels doet afnemen
- ⟶ eerste deel (tot "wat") = juist
- tubocurarine ⟶ EPP onderdrukken ⟶ hoe meer tubocurarine, hoe groter effect op EPP
- tubocurarine in NMJ ⟶ geen elektrische prikkel in skeletspiervezel ⟶ groep skeletspiercellen
geprikkeld ⟶ actief samentrekken en alle anderen passief meebewegen
- = alles of niets verhaal ⟶ of geprikkeld en actief kracht of niet geprikkeld en geen kracht
- ⟶ dus n phrenicus geprikkeld
D. In aanwezigheid 10-6M tubocurarine nog steeds contractie, omdat dosis te laag is voor volledige inhibitie
spier
- meer tubocurarine ⟶ sterkere inhibitie = puur dosiseffect
tubocurarine bindt op de acetylcholine bindingsplaats AchR, maar inhibeert ⟶ dosisafhankelijk (competitieve
antagonist) ⟶ competitie met Ach wordt sterker en sterker
⟶ vanaf nu doen alle n phrenicus geprikkelde motorneuronen mee
vraag: wat is het effect van een Ca-vrije olossing op de contracties tgv zenuw- en spierprikkeling?
welke uitspraak bij deze figuur is fout?
A. voor signaaloverdracht via NMS is extracellulaire Ca vereist
- als je Ca weghaalt, verhinder je prikkeloverdracht via NMJ
- extracellulair Ca is nodig in NMJ voor presynaptische vrijzetting Ach
B. de spiercontractie hangt af van extracellulaire Ca
- krachtontwikeling spier normaal, ookal Ca weggenomen ⟶ contractie hangt niet af van
extracellulair Ca (skeletspier gebruikt intracellulair Ca uit SR/cytosol)
C. verwijderen van extracellulaire Ca heeft geen onherstelbare effecten op de spiercontractie.
- ⟶ was al geen effect: als je wast is er ook geen onherstelbare schade
- bij hartspier: valt onmiddellijk stil want Ca noodzakelijk voor excitatie hartspier in 2 stappen:
o 1. L-type Ca kanaal : (extracellulair Ca is hiervoor nodig)
o 2. RyR2 Ca als ligand gebruikt op RyR receptor en meer Ca vrijgezet vanuit SR = Ca geinduceerde Ca
vrijzetting ⟶ Ca nodig om Ca vrijzetting te induceren ⟶ 1e = extracellulair Ca en 2e = Ca uit SR
conformatieverandering DHPR is nodig voor trigger van RyR
