ALGEMENE FARMACOLOGIE – TOPIC 3: PNS
LECTURE: INTRODUCTION TO THE PERIPHERAL NERVOUS SYSTEM
Autonomic nervous system: sympathetic vs. parasympathetic
Functional organization of the PNS
• Van belang om interne homeostase te waarborgen
• Staat in nauw contact met CZS; connectie tussen CZS en rest van lichaam
• Ontvangt informatie van buiten via sensorische zenuwen en geeft deze informatie door aan CZS
• Ontvangt informatie van CZS en geeft dit door aan motorische deel PZS. Dit deel kan worden
onderverdeelt in somatisch (vrijwillige motorneuronen, dus acties die je bewust waarneemt;
skeletspieren) en visceraal (beïnvloed interne organen onbewust: smooth muscle, hartspieren,
klieren).
• Het viscerale deel is het autonome zenuwstelsel bestaande uit
parasympatisch en sympathisch deel.
o Sympathisch: flight or fight
o Parasympatisch: rest and digest
• Which physiological responses do you expect?
o Sympathisch: verhoogde hartslag, bloeddruk stijgt, minder
samentrekking van gladde spieren in darmen
o Parasympatisch: verlaagde hartslag, spijsvertering werkt wel (gladde spieren trekken samen
en bepaalde klieren produceren sappen; meer bloed naar verteringsstelsel), rustige
ademhaling, pancreas stimuleren om exocriene enzymen uit te scheiden
• Vaak tegenovergestelde effecten, maar niet altijd! Sommige organen worden maar door één van
de twee geïnnerveerd
Anatomy of the autonomic nervous system
• Somatisch: één neuron vanuit CZS met lange axon naar
skeletspieren
• Autonoom: aaneenschakeling van twee neuronen die samenkomen
in autonome ganglion
,Sympathetic nervous system vs parasympatic nervous system
• Sympatisch en parasympatisch zenuwstelsel hebben niet altijd het tegenovegestelde effect op
hetzelfde weefsel. Er zijn bijvoorbeeld ook organen die door één van de twee worden
aangestuurd
• Which anatomical differences do you observe?
o De ganglia van sympatisch liggen in één lijn aan beide kanten van het ruggenmerg, terwijl de
ganglia van parasympatisch dicht bij het orgaan of zelfs in het orgaan liggen. Hierdoor is de
postganglionaire neuron veel korter bij de parasympatische tak.
o Het parasympatische ZS stuurt de zweetklier niet aan, dat doet alleen sympathisch
o De sympatische neuronen ontspringen uit het thoracale en lumbale gedeelte van het
ruggenmerg, terwijl de parasympatische neuronen ontspringen uit het craniale en sacrale
gedeelte.
Innervation of smooth muscle
• Gladde spiercellen worden door het autonome ZS
beïnvloedt.
• Een autonome zenuw bevat meerdere varicosities,
verdikkingen met blaasjes met neurotransmitter
• Eén zenuw kan op verschillende plekken
neurotransmitter vrijgeven, waardoor de hele
vaatwand kan samentrekken of juist verwijden
• Bij skeletspier innervatie heb je 1 zenuw die 1
spiervezel innerveert en hier heb je 1 neuron die
meerdere spiervezels kan innerveren doordat die op verschillende plekken neurotransmitter kan
afgeven
Autonomic nervous system
• Anatomical division:
o Spinal cord: thoraco-lumbar
o Spinal cord: cranio-sacral
,• Functional division:
o Fight or flight
o Rest and digest
• Pharmacological classification
o Adrenergic neurons
o Cholinergic neurons
Cholinergic and adrenergic transmission
Location cholinergic and adrenergic neurons
• Bij een cholinerge neuron wordt acetylcholine (Ach) vrijgegeven en dit is het geval bij somatische
motorneuronen, parasympatische pre- en post-ganglionaire neuronen en sympatische pre-
ganglionaire neuronen
• Bij een adrenerge neuron wordt noradrenaline (NE) vrijgegeven en dit is het geval bij de
sympatische post-ganglionaire neuronen
• Twee uitzonderingen:
o Innervatie van de zweetklier is sympatisch, maar de post-ganglionaire neuron is wel
cholinerg
o De zenuw die het merg van de bijnier (adrenal medulla) activeert om adrenaline (hormonale
vorm van noradrenaline; Epi) af te geven, is cholinerg en gaat direct naar de bijnier zonder
ganglion
Drug may interfere with:
Als je het zenuwstelsel wilt manipuleren, moet je dus een van deze stappen manipuleren
, Cholinergic transmission: nicotine and muscarine receptors
• Acetylcholine is een agonist
o Positieve lading
• Acetylcholine wordt gevormd in cholinergic neuron:
1. Choline wordt uit omgeving opgenomen de cel in via
de choline-natrium transporteur
2. Choline-acetyl-transferase plakt de acetyl groep van
acetyl-CoA aan choline
3. ACh wordt via een vesiculaire acetylcholine
transporteur een vesicle in gepompt in uitwisseling
voor een proton. Vaak zitten er ook andere
neurotransmitters in één vesicle, zoals ATP
4. Bij een actiepotentiaal gaan de spanningsgevoelige
calciumkanalen open en stroomt calcium de cel in.
Hierdoor zullen de vesicles fuseren met het
plasmamembraan en komt Ach vrij in de synaptische
spleet
5. Ach kan binden aan de choline receptoren en kan
dan een effect bewerkstellingen op het post-
synpatische membraan. Daarnaast kan het ook nog
binden aan receptoren op het presynaptische
membraan en hierdoor zijn eigen afgifte
beïnvloeden: activatie of remming, ligt aan welke
receptor.
6. Uiteindelijk zal Ach weer worden afgebroken tot choline en acetyl door
acethylcholinesterase, waardoor ACh niet meer werkzaam is in de synaptische spleet
• Ach bindt op nicotine en muscarine receptoren, die zorgen voor dergelijke effecten
o Nicotine receptoren zijn ionotropic
- Ionchannel
- Fast response
o Muscarine receptoren zijn metabotropisch
- GPCR; muscarine bindt ->
conformatieverandering -> 2nd messenger
formatie
- Het duurt een beetje langer door de formatie van 2nd messenger
Nicotine receptoren
• De mode of action of nicotinic receptors: Een nicotine receptor bestaat uit 5 domeinen,
waarbij acetylcholine aan de alfa-domeinen kan binden. Bij binding gaat het kanaal open
en stroomt natrium naar binnen. Kalium kan ook naar buiten stromen hierbij, maar dit is
niet het voornaamste effect. Dit zorgt voor een lokale depolarisatie, die gaat uitbreiden
richting spanningsgevoelige natrium-kanalen. Die gaan dan open en natrium stroomt de
cel in, waardoor het signaal weer wordt doorgegeven en uiteindelijk een effect tot stand
komt.
• Nicotinic receptors. Where are they?
o Ganglia -> activatie post-synaptisch neuron
o Skeletal muscles -> samentrekken spieren
o Adrenal gland (bijnier) -> release adrenaline
• What do they do? Activation of ganglia, skeletal muscle and adrenal gland
LECTURE: INTRODUCTION TO THE PERIPHERAL NERVOUS SYSTEM
Autonomic nervous system: sympathetic vs. parasympathetic
Functional organization of the PNS
• Van belang om interne homeostase te waarborgen
• Staat in nauw contact met CZS; connectie tussen CZS en rest van lichaam
• Ontvangt informatie van buiten via sensorische zenuwen en geeft deze informatie door aan CZS
• Ontvangt informatie van CZS en geeft dit door aan motorische deel PZS. Dit deel kan worden
onderverdeelt in somatisch (vrijwillige motorneuronen, dus acties die je bewust waarneemt;
skeletspieren) en visceraal (beïnvloed interne organen onbewust: smooth muscle, hartspieren,
klieren).
• Het viscerale deel is het autonome zenuwstelsel bestaande uit
parasympatisch en sympathisch deel.
o Sympathisch: flight or fight
o Parasympatisch: rest and digest
• Which physiological responses do you expect?
o Sympathisch: verhoogde hartslag, bloeddruk stijgt, minder
samentrekking van gladde spieren in darmen
o Parasympatisch: verlaagde hartslag, spijsvertering werkt wel (gladde spieren trekken samen
en bepaalde klieren produceren sappen; meer bloed naar verteringsstelsel), rustige
ademhaling, pancreas stimuleren om exocriene enzymen uit te scheiden
• Vaak tegenovergestelde effecten, maar niet altijd! Sommige organen worden maar door één van
de twee geïnnerveerd
Anatomy of the autonomic nervous system
• Somatisch: één neuron vanuit CZS met lange axon naar
skeletspieren
• Autonoom: aaneenschakeling van twee neuronen die samenkomen
in autonome ganglion
,Sympathetic nervous system vs parasympatic nervous system
• Sympatisch en parasympatisch zenuwstelsel hebben niet altijd het tegenovegestelde effect op
hetzelfde weefsel. Er zijn bijvoorbeeld ook organen die door één van de twee worden
aangestuurd
• Which anatomical differences do you observe?
o De ganglia van sympatisch liggen in één lijn aan beide kanten van het ruggenmerg, terwijl de
ganglia van parasympatisch dicht bij het orgaan of zelfs in het orgaan liggen. Hierdoor is de
postganglionaire neuron veel korter bij de parasympatische tak.
o Het parasympatische ZS stuurt de zweetklier niet aan, dat doet alleen sympathisch
o De sympatische neuronen ontspringen uit het thoracale en lumbale gedeelte van het
ruggenmerg, terwijl de parasympatische neuronen ontspringen uit het craniale en sacrale
gedeelte.
Innervation of smooth muscle
• Gladde spiercellen worden door het autonome ZS
beïnvloedt.
• Een autonome zenuw bevat meerdere varicosities,
verdikkingen met blaasjes met neurotransmitter
• Eén zenuw kan op verschillende plekken
neurotransmitter vrijgeven, waardoor de hele
vaatwand kan samentrekken of juist verwijden
• Bij skeletspier innervatie heb je 1 zenuw die 1
spiervezel innerveert en hier heb je 1 neuron die
meerdere spiervezels kan innerveren doordat die op verschillende plekken neurotransmitter kan
afgeven
Autonomic nervous system
• Anatomical division:
o Spinal cord: thoraco-lumbar
o Spinal cord: cranio-sacral
,• Functional division:
o Fight or flight
o Rest and digest
• Pharmacological classification
o Adrenergic neurons
o Cholinergic neurons
Cholinergic and adrenergic transmission
Location cholinergic and adrenergic neurons
• Bij een cholinerge neuron wordt acetylcholine (Ach) vrijgegeven en dit is het geval bij somatische
motorneuronen, parasympatische pre- en post-ganglionaire neuronen en sympatische pre-
ganglionaire neuronen
• Bij een adrenerge neuron wordt noradrenaline (NE) vrijgegeven en dit is het geval bij de
sympatische post-ganglionaire neuronen
• Twee uitzonderingen:
o Innervatie van de zweetklier is sympatisch, maar de post-ganglionaire neuron is wel
cholinerg
o De zenuw die het merg van de bijnier (adrenal medulla) activeert om adrenaline (hormonale
vorm van noradrenaline; Epi) af te geven, is cholinerg en gaat direct naar de bijnier zonder
ganglion
Drug may interfere with:
Als je het zenuwstelsel wilt manipuleren, moet je dus een van deze stappen manipuleren
, Cholinergic transmission: nicotine and muscarine receptors
• Acetylcholine is een agonist
o Positieve lading
• Acetylcholine wordt gevormd in cholinergic neuron:
1. Choline wordt uit omgeving opgenomen de cel in via
de choline-natrium transporteur
2. Choline-acetyl-transferase plakt de acetyl groep van
acetyl-CoA aan choline
3. ACh wordt via een vesiculaire acetylcholine
transporteur een vesicle in gepompt in uitwisseling
voor een proton. Vaak zitten er ook andere
neurotransmitters in één vesicle, zoals ATP
4. Bij een actiepotentiaal gaan de spanningsgevoelige
calciumkanalen open en stroomt calcium de cel in.
Hierdoor zullen de vesicles fuseren met het
plasmamembraan en komt Ach vrij in de synaptische
spleet
5. Ach kan binden aan de choline receptoren en kan
dan een effect bewerkstellingen op het post-
synpatische membraan. Daarnaast kan het ook nog
binden aan receptoren op het presynaptische
membraan en hierdoor zijn eigen afgifte
beïnvloeden: activatie of remming, ligt aan welke
receptor.
6. Uiteindelijk zal Ach weer worden afgebroken tot choline en acetyl door
acethylcholinesterase, waardoor ACh niet meer werkzaam is in de synaptische spleet
• Ach bindt op nicotine en muscarine receptoren, die zorgen voor dergelijke effecten
o Nicotine receptoren zijn ionotropic
- Ionchannel
- Fast response
o Muscarine receptoren zijn metabotropisch
- GPCR; muscarine bindt ->
conformatieverandering -> 2nd messenger
formatie
- Het duurt een beetje langer door de formatie van 2nd messenger
Nicotine receptoren
• De mode of action of nicotinic receptors: Een nicotine receptor bestaat uit 5 domeinen,
waarbij acetylcholine aan de alfa-domeinen kan binden. Bij binding gaat het kanaal open
en stroomt natrium naar binnen. Kalium kan ook naar buiten stromen hierbij, maar dit is
niet het voornaamste effect. Dit zorgt voor een lokale depolarisatie, die gaat uitbreiden
richting spanningsgevoelige natrium-kanalen. Die gaan dan open en natrium stroomt de
cel in, waardoor het signaal weer wordt doorgegeven en uiteindelijk een effect tot stand
komt.
• Nicotinic receptors. Where are they?
o Ganglia -> activatie post-synaptisch neuron
o Skeletal muscles -> samentrekken spieren
o Adrenal gland (bijnier) -> release adrenaline
• What do they do? Activation of ganglia, skeletal muscle and adrenal gland
