H1: acetylcholine – cholinerge receptoren
1. Discrepantie tussen hersenvolume, aantal neuronen en cognitieve mogelijkheden:
• Meer neuronen ≠ betere cognitieve vaardigheden.
• Miljarden neuronen en gliacellen en triljoenen synapsen.
• 100 bekende neurotransmitters.
• Complexe receptorstructuren (metabotroop, ionotroop).
• Synaptische spleten zeer smal.
2. Ontdekking van neurotransmissie: Otto Loewi en acetylcholine:
• Eerste chemische neurotransmitter vagusstoff" = acetylcholine
• Eerste bevestiging van chemische synaptische transmissie.
3. Criteria voor neurotransmitters (Werman, 1966) → klassieke criteria!
Om een stof als neurotransmitter te classificeren, moet deze voldoen aan de volgende criteria:
1. Neuronaal oorsprong: Gesynthetiseerd in het presynaptisch neuron of het axonuiteinde.
2. Opslag en vrijlating: Geaccumuleerd in de presynaptische cel en vrijgegeven via exocytose.
3. Exogene toediening: Exogeen toegediend moet het dezelfde effecten hebben als endogeen vrijgelaten.
→ als neurotransmitter van buitenaf wordt toegediend (bv medicijn) heeft dit dezelfde effecten als door
het lichaam zelf toegediend.
4. Antagonisten: Het effect kan worden geblokkeerd door antagonisten (blokkeren postsynaptische
receptoren).
5. Clearance: Er moet een mechanisme zijn om de neurotransmitter na vrijlating te verwijderen (zoals re-
uptake of enzymatische afbraak).
Uitzondering! stikstofoxide (NO), die niet op een receptor bindt.
5. Klassieke neurotransmitters
De belangrijkste neurotransmitters zijn onderverdeeld in verschillende categorieën:
• Acetylcholine: Speelt een belangrijke rol in zowel het perifere als centrale zenuwstelsel.
• Biogene amines: afgeleid van aminozuren
- dopamine, noradrenaline, adrénaline : AZ tyrosine
- serotonine : AZ tryptofaan
- histamine : AZ histidine
• Aminozuren: Glutamaat (belangrijkste excitatoire neurotransmitter), GABA (inhibitoir) en glycine.
,6. Synthese van neurotransmitters
• Acetylcholine:
Gesynthetiseerd uit acetyl-CoA en choline door choline acetyltransferase.
Afbraak door acetylcholinesterase
7. Cholinerge systemen in de hersenen:
1. Nucleus basalis van Meynert (rood, belangrijkste
cholinerge kern):
o Gelegen in de basale voorhersenen
o Deel van het reticulaire activeringssysteem
(RAS), dat de hersenen activeert → netwerk
van neuronen die acetylcholine vrijgeven
o Axonen sturen signalen uit naar de neocortex,
hippocampus, en amygdala.
o Sommige axonen gaan direct naar de cortex, andere via de thalamus.
o Deze nucleus degenereert vroeg bij de ziekte van Alzheimer.
2. Tegmentale nuclei (minder belangrijk):
o Bevatten cholinerge neuronen.
8. Functies van het cholinerge systeem:
1. Arousal (Alertheid):
o Verantwoordelijk voor het wakker worden en bewustzijn.
o Belangrijk bij het ontwaken en onderdrukking tijdens algemene anesthesie.
2. Aandacht:
o Zorgt voor het selectief richten van aandacht op belangrijke (saliente) sensorische input.
3. Perceptie:
o Verbetert de signaal-ruis verhouding, waardoor sensorische perceptie (bv geluid en licht )wordt
versterkt.
4. Geheugen:
o Helpt bij het vastleggen van informatie in het geheugen, cruciaal bij aandoeningen zoals
Alzheimer.
5. Cognitie:
o Stimuleert mentale processen voor informatieverwerking en kennisverwerving.
, 6. REM-slaap:
o Speelt een rol in corticale activatie (= brein blijft actief, ookal slaap je) tijdens de REM-slaap,
gekoppeld aan droomactiviteit.
9. Formatio Reticularis en het Reticular Activating System (RAS)
• Formatio Reticularis: Dit is een netwerk van neuronen in de hersenstam
betrokken is bij verschillende functies, zoals alertheid, reflexen en het
reguleren van de hersenactiviteit.
Het bestaat uit twee delen: een activerend (RAS) en een inhiberend
gedeelte.
1. Reticular Activating System (RAS)
• Activerend gedeelte: Het RAS is het bovenste excitatorische deel van de formatio reticularis.
• Projecties:
o Rechstreeks naar de cortex: Het RAS kan signalen direct naar de hersenschors sturen.
o Via de thalamus: Het RAS kan ook signalen sturen naar de thalamus, die op zijn beurt de
cortex beïnvloedt.
2. Thalamus: Relaisstation en Poort naar de Cortex
• De thalamus fungeert als een relaisstation voor bijna alle sensorische input (behalve geur) voordat
deze de cortex bereikt.
• Invloed van de formatio reticularis:
o Het RAS beïnvloedt de thalamus en daarmee indirect de corticale activiteit.
o Het kan ook rechtstreeks de cortex beïnvloeden, wat de alertheid en bewustzijnsniveaus
verhoogt.
3. Thalamische Kernen
• Thalamische kernen zijn geordend naar functie in drie categorieën:
o Relay-kernen: Voeren sensorische informatie door naar de cortex.
o Reticulaire kernen: Reguleren de activiteit van relay-kernen en beïnvloeden de
bewustzijnsniveaus.
o Intralaminaire kernen: Speelt een rol in verschillende functies, waaronder pijnverwerking.
4. Werking van het RAS en TRN
• Wanneer je wakker bent:
o Sensorische informatie passeert via thalamische relay nuclei naar de sensorische cortex.
o Acetylcholine (ACh) van het RAS inhibeert de thalamische reticulaire nucleus (TRN), die
normaal gesproken een rem zet op de thalamische relay nuclei. Hierdoor is de “poort” naar
de cortex open voor sensorische informatie.
, • Tijdens de slaap:
o De TRN is niet onderdrukt en zet een rem op de thalamische relay nuclei, waardoor
sensorische informatie wordt geblokkeerd en je minder bewust bent van externe prikkels.
10. Nicotine Receptoren
• Type: Ionotrope acetylcholinereceptoren.
• Subtypes:
o Nm: Neuromusculaire receptor die spiercontractie veroorzaakt bij binding van acetylcholine.
o Nn: Neuronaal receptor dat signalen tussen neuronen overbrengt in het zenuwstelsel.
11. Muscarine Receptoren
• Type: Metabotrope acetylcholinereceptoren (GPCR, G-protein coupled receptors).
• Structuur: Monomeer met een serpentine structuur, met zeven transmembranair (TM) domeinen.
• Subtypes: Vijf types (M1 tot M5), waarbij M1 het meest voorkomt in de hersenen.
• Functie: Activeren metabole cascades via second messengers zoals cAMP en IP3 en hebben ook een
direct effect op ionkanalen (bijvoorbeeld kaliumkanalen).
12. Toepassing: Alzheimer
1. Kwetsbaarheid van Neuronen in de Nucleus Basalis
• Locatie: De nucleus basalis is een hersengebied dat een cruciale rol speelt in de productie van
acetylcholine.
• Kwetsbaarheid: Neuronen in dit gebied zijn bijzonder kwetsbaar voor leeftijdsgebonden
neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer.
2. Rol van Acetylcholine
• Afname: Bij Alzheimer leidt de afname van acetylcholine in de hersenen tot een achteruitgang van
mentale functies, zoals geheugen en cognitie.
• Effect op Patiënten: Deze afname draagt bij aan symptomen zoals verwardheid en geheugenverlies
bij patiënten.
3. Farmacologische Behandelingen
• Middelen: Centrale cholinesterase-inhibitoren worden gebruikt.
o Donezepil
o Galantamine
o Rivastigmine
• Effectiviteit:
o Deze medicijnen hebben een bescheiden effect en zijn meestal tijdelijk gunstig voor
sommige patiënten met lichte tot matige Alzheimer.
o Acetylcholine zelf kan niet worden gebruikt als medicijn, omdat het niet-specifieke effecten
heeft op verschillende receptoren → cholinerge receptoren hebben vele functies
1. Discrepantie tussen hersenvolume, aantal neuronen en cognitieve mogelijkheden:
• Meer neuronen ≠ betere cognitieve vaardigheden.
• Miljarden neuronen en gliacellen en triljoenen synapsen.
• 100 bekende neurotransmitters.
• Complexe receptorstructuren (metabotroop, ionotroop).
• Synaptische spleten zeer smal.
2. Ontdekking van neurotransmissie: Otto Loewi en acetylcholine:
• Eerste chemische neurotransmitter vagusstoff" = acetylcholine
• Eerste bevestiging van chemische synaptische transmissie.
3. Criteria voor neurotransmitters (Werman, 1966) → klassieke criteria!
Om een stof als neurotransmitter te classificeren, moet deze voldoen aan de volgende criteria:
1. Neuronaal oorsprong: Gesynthetiseerd in het presynaptisch neuron of het axonuiteinde.
2. Opslag en vrijlating: Geaccumuleerd in de presynaptische cel en vrijgegeven via exocytose.
3. Exogene toediening: Exogeen toegediend moet het dezelfde effecten hebben als endogeen vrijgelaten.
→ als neurotransmitter van buitenaf wordt toegediend (bv medicijn) heeft dit dezelfde effecten als door
het lichaam zelf toegediend.
4. Antagonisten: Het effect kan worden geblokkeerd door antagonisten (blokkeren postsynaptische
receptoren).
5. Clearance: Er moet een mechanisme zijn om de neurotransmitter na vrijlating te verwijderen (zoals re-
uptake of enzymatische afbraak).
Uitzondering! stikstofoxide (NO), die niet op een receptor bindt.
5. Klassieke neurotransmitters
De belangrijkste neurotransmitters zijn onderverdeeld in verschillende categorieën:
• Acetylcholine: Speelt een belangrijke rol in zowel het perifere als centrale zenuwstelsel.
• Biogene amines: afgeleid van aminozuren
- dopamine, noradrenaline, adrénaline : AZ tyrosine
- serotonine : AZ tryptofaan
- histamine : AZ histidine
• Aminozuren: Glutamaat (belangrijkste excitatoire neurotransmitter), GABA (inhibitoir) en glycine.
,6. Synthese van neurotransmitters
• Acetylcholine:
Gesynthetiseerd uit acetyl-CoA en choline door choline acetyltransferase.
Afbraak door acetylcholinesterase
7. Cholinerge systemen in de hersenen:
1. Nucleus basalis van Meynert (rood, belangrijkste
cholinerge kern):
o Gelegen in de basale voorhersenen
o Deel van het reticulaire activeringssysteem
(RAS), dat de hersenen activeert → netwerk
van neuronen die acetylcholine vrijgeven
o Axonen sturen signalen uit naar de neocortex,
hippocampus, en amygdala.
o Sommige axonen gaan direct naar de cortex, andere via de thalamus.
o Deze nucleus degenereert vroeg bij de ziekte van Alzheimer.
2. Tegmentale nuclei (minder belangrijk):
o Bevatten cholinerge neuronen.
8. Functies van het cholinerge systeem:
1. Arousal (Alertheid):
o Verantwoordelijk voor het wakker worden en bewustzijn.
o Belangrijk bij het ontwaken en onderdrukking tijdens algemene anesthesie.
2. Aandacht:
o Zorgt voor het selectief richten van aandacht op belangrijke (saliente) sensorische input.
3. Perceptie:
o Verbetert de signaal-ruis verhouding, waardoor sensorische perceptie (bv geluid en licht )wordt
versterkt.
4. Geheugen:
o Helpt bij het vastleggen van informatie in het geheugen, cruciaal bij aandoeningen zoals
Alzheimer.
5. Cognitie:
o Stimuleert mentale processen voor informatieverwerking en kennisverwerving.
, 6. REM-slaap:
o Speelt een rol in corticale activatie (= brein blijft actief, ookal slaap je) tijdens de REM-slaap,
gekoppeld aan droomactiviteit.
9. Formatio Reticularis en het Reticular Activating System (RAS)
• Formatio Reticularis: Dit is een netwerk van neuronen in de hersenstam
betrokken is bij verschillende functies, zoals alertheid, reflexen en het
reguleren van de hersenactiviteit.
Het bestaat uit twee delen: een activerend (RAS) en een inhiberend
gedeelte.
1. Reticular Activating System (RAS)
• Activerend gedeelte: Het RAS is het bovenste excitatorische deel van de formatio reticularis.
• Projecties:
o Rechstreeks naar de cortex: Het RAS kan signalen direct naar de hersenschors sturen.
o Via de thalamus: Het RAS kan ook signalen sturen naar de thalamus, die op zijn beurt de
cortex beïnvloedt.
2. Thalamus: Relaisstation en Poort naar de Cortex
• De thalamus fungeert als een relaisstation voor bijna alle sensorische input (behalve geur) voordat
deze de cortex bereikt.
• Invloed van de formatio reticularis:
o Het RAS beïnvloedt de thalamus en daarmee indirect de corticale activiteit.
o Het kan ook rechtstreeks de cortex beïnvloeden, wat de alertheid en bewustzijnsniveaus
verhoogt.
3. Thalamische Kernen
• Thalamische kernen zijn geordend naar functie in drie categorieën:
o Relay-kernen: Voeren sensorische informatie door naar de cortex.
o Reticulaire kernen: Reguleren de activiteit van relay-kernen en beïnvloeden de
bewustzijnsniveaus.
o Intralaminaire kernen: Speelt een rol in verschillende functies, waaronder pijnverwerking.
4. Werking van het RAS en TRN
• Wanneer je wakker bent:
o Sensorische informatie passeert via thalamische relay nuclei naar de sensorische cortex.
o Acetylcholine (ACh) van het RAS inhibeert de thalamische reticulaire nucleus (TRN), die
normaal gesproken een rem zet op de thalamische relay nuclei. Hierdoor is de “poort” naar
de cortex open voor sensorische informatie.
, • Tijdens de slaap:
o De TRN is niet onderdrukt en zet een rem op de thalamische relay nuclei, waardoor
sensorische informatie wordt geblokkeerd en je minder bewust bent van externe prikkels.
10. Nicotine Receptoren
• Type: Ionotrope acetylcholinereceptoren.
• Subtypes:
o Nm: Neuromusculaire receptor die spiercontractie veroorzaakt bij binding van acetylcholine.
o Nn: Neuronaal receptor dat signalen tussen neuronen overbrengt in het zenuwstelsel.
11. Muscarine Receptoren
• Type: Metabotrope acetylcholinereceptoren (GPCR, G-protein coupled receptors).
• Structuur: Monomeer met een serpentine structuur, met zeven transmembranair (TM) domeinen.
• Subtypes: Vijf types (M1 tot M5), waarbij M1 het meest voorkomt in de hersenen.
• Functie: Activeren metabole cascades via second messengers zoals cAMP en IP3 en hebben ook een
direct effect op ionkanalen (bijvoorbeeld kaliumkanalen).
12. Toepassing: Alzheimer
1. Kwetsbaarheid van Neuronen in de Nucleus Basalis
• Locatie: De nucleus basalis is een hersengebied dat een cruciale rol speelt in de productie van
acetylcholine.
• Kwetsbaarheid: Neuronen in dit gebied zijn bijzonder kwetsbaar voor leeftijdsgebonden
neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer.
2. Rol van Acetylcholine
• Afname: Bij Alzheimer leidt de afname van acetylcholine in de hersenen tot een achteruitgang van
mentale functies, zoals geheugen en cognitie.
• Effect op Patiënten: Deze afname draagt bij aan symptomen zoals verwardheid en geheugenverlies
bij patiënten.
3. Farmacologische Behandelingen
• Middelen: Centrale cholinesterase-inhibitoren worden gebruikt.
o Donezepil
o Galantamine
o Rivastigmine
• Effectiviteit:
o Deze medicijnen hebben een bescheiden effect en zijn meestal tijdelijk gunstig voor
sommige patiënten met lichte tot matige Alzheimer.
o Acetylcholine zelf kan niet worden gebruikt als medicijn, omdat het niet-specifieke effecten
heeft op verschillende receptoren → cholinerge receptoren hebben vele functies
