Neurobiologie Samenvatting
Deel 1
Hoofdstuk 1 Bestudering van het zenuwstelsel
Gen expressie: 2/3 van de genen komen tot expressie in het brein. Mens heeft 20.000 genen waarvan
14.000 in het brein tot expressie komen. Erfelijke aandoeningen (als microcefalie) komen door
mutaties in DNA (gen met mitosis regulerende functie).
Hersenziekten: 1) Mentale retardatie: depressie, epilepsie, ADHD, schizofrenie 2) Neurodegeneratie:
Alzheimer, Parkinson, Huntington en 3) Omgevingsfactoren als alcohol en drugs.
Modelorganismen
Mens, muis, D. rerio (zebravis), D. melanogaster (fruitvlieg), C. elegans (nematode).
Kat (visueel), vogel (zang/spraak), kip (ontwikkeling), inktvis (elektrofysiologie), goudvis (retina), bij
(gedrag).
Camillo Golgi: Reticulaire theorie (neuronen vormen
een groot netwerk).
Santiago R.Y. Cajal: Neuron doctrine (afzonderlijke
cellen zijn eigen eenheid maar maken contact).
Neuron doctrine: neuronen zijn discrete cellen, niet
één continuüm, communiceren via gespecialiseerde
contacten (synapsen), informatie gaat door neuron in
bepaalde richting (dendrieten soma axon).
Cellulaire componenten zenuwstelsel
Neuronen in het brein
hebben verschillende
structuren. D) heeft geen
axonen, output is
dopamine afgifte. E) heeft
geen dendrieten (signalen
op het celmembraan).
Neuronen worden
nauwelijks vervangen.
Cellichamen (soma/
perikaryon) zijn actieve
cellen met veel eiwit
synthese. Eiwitten worden
vervoerd door
axoplasmatisch transport.
RER zit in het cellichaam
en deels in dendrieten, niet
in axonen. Heeft duidelijk nucleolus, weinig heterochromatine, veel mitochondriën.
Glia cellen ondersteunen neuronen voor signaal overdracht (doen er zelf niet aan). Zijn essentieel voor
het herstellen van beschadigd zenuw stelsel. Kunnen werken als stamcellen, promoten terug groeien
van beschadigde neuronen en remmen groei waar dat slecht kan zijn.
1
,Tubulaire en fibrillaire eiwitten van het cytoskelet zorgen voor stabiliteit en functionaliteit van
neurale processen en synaps junctions.
Neuronen
Axonen en dendrieten ontstaan uit cellichaam van neuronen.
Dendrieten: targets voor synaptische input van axon terminalen
van andere neuronen. Bevatten veel ribosomen en cytoskelet
eiwitten.
Convergentie: 1 neuron veel input.
Divergentie: 1 neuron veel output.
Axon terminaal van presynaptische neuron ligt direct naast
postsynaptische receptor van target neuronen.
Communicatie via secretie moleculen over synaptische spleet.
Synaptische spleet: bevat extracellulaire eiwitten die diffusie,
binding en degradatie van uitgescheiden moleculen beïnvloeden.
Local circuit neuronen/interneuronen: korte axonen binnen
het brein.
Projection neuronen: bevatten axonen naar targets buiten brein.
Actie potentiaal: alles of niets elektrisch signaal dat wordt doorgegeven over langere afstanden.
Initiatie van actie potentiaal ontstaat in axon hillock in het cellichaam van neuronen.
Synaptische transmissie: chemisch/elektrisch proces waarbij actiepotentialen worden overgegeven
bij synaptische contacten aan een target cel.
Chemische synapsen: komt het vaakst voor. Synaptische blaasjes (vesicles) bevatten
neurotransmitter moleculen en scheiden deze uit bij signaal overdracht.
Neurotransmitters: binden receptoren van target cel en veranderen de elektrische eigenschappen.
Elektrische synapsen: wordt gefaciliteerd door gap junctions.
Gliacellen
De ratio gliacellen en neuronen in het brein is 3:1. Hebben ondersteunende functie voor synaptisch
contact en behoudt van signaal eigenschappen van neuronen.
Astrocyten: alleen in CZS, sterachtige cellen,
behouden van passende chemische omgeving
voor signaal overdracht. Ondersteuning, bloed
hersen barrière, stamcellen (sommige).
Oligodendrocyten: alleen in CZS, vorming van
myeline schede. (PZS zijn dat Schwann cellen).
Microgliacellen: ontstaan uit hematopoëtische precursor
cellen. Macrofagen (opruimen materiaal).
Secretie cytokinen (ontstekingsfactoren). Een toename van deze cellen bij
hersenletsel.
Glia stamcellen: cellen met glia karakteristieken zijn de enige stamcellen
in het brein en kunnen gliacellen of neuronen vormen. 2 categorieën:
1) Astrocyten in regio subventriculaire zone (SVZ) of naast bloedvaten.
stamcellen, neuronen en volwassen astocyten en oligodendrocyten. 2)
Oligodendrocyten precursor in witte stof in brein (polydendrocyten).
gelimiteerd in potentiaal, volwassen oligodendrocyten en astrocyten.
2
,Cellulaire diversiteit in het zenuwstelsel
Kleuringen:
1) Golgi kleuring:
visualisatie van individuele
neuronen.
2) GFP/RFP/CFP expressie
(brainbow)
3) Kleurstof injectie: functie
van de cel bepalen,
individuele neuronen en hun
processen.
4) Antilichaam kleuring
5) Nissl kleuring (RER: soma): laat distributie
van cellichamen zien en waar DNA en RNA zit
(geen processen of connecties).
6) MRI/fMRI
7) DTI
Neurale netwerken
Neuronen werken in netwerken. Neurale netwerken zijn de fundering van gevoel, perceptie, beweging
en gedrag.
Neuropil: synaptische connecties van dendrieten, axon terminalen en gliacel processen bij elkaar. De
regio tussen cellichamen waar synaptische connectiviteit plaats vindt.
Afferente neuronen: neuronen die informatie vervoeren naar het brein/ruggenmerg.
Efferente neuronen: neuronen die informatie vervoeren weg van het brein/ruggenmerg.
Interneuronen: bevinden zich alleen lokaal, want hebben korte axonen (local circuit neurons).
Myotisch reflex (kniereflex): is een voorbeeld van neuraal netwerk.
Sensorische neuronen (afferente neuronen): cellichaam ligt in dorsale root ganglia, de perifere
axonen eindigen in de skelet spier. (Ganglia
voor hoofd en neck heten cranial nerve
ganglia).
Motor neuronen (efferente neuronen):
bepalen de activiteit van de spieren.
Ruggenmerg interneuronen: ontvangen
synaptische contacten van sensorische
neuronen en maken synapsen op de
motorneuronen.
1) door hamer tendon uitgerekt, sensorische
receptoren uitgerekt in extensor spier.
2A/B/C) sensorische neuronen synapsen met
‘excites’ motor neuron in ruggenmerg, met
interneuronen en remt motor neuronen van flexor
spieren.
3A/B) motor neuronen actiepotentiaal naar synaps
extensorspier contractie, flexorspier ontspant.
4) been strekt.
(Intracellulaire opname)
3
, Elektrofysiologische opname: meet de
elektrische activiteit van een zenuwcel.
Het kan graduele veranderingen meten
die een actiepotentiaal leveren. Deze
graduele veranderingen heten receptor
potentialen/synaptische potentialen.
extracellulaire opname: elektrode
wordt bij de zenuwcel geplaatst.
(Extracelluaire opname) intracellulaire opname: elektrode
wordt in de zenuwcel geplaatst.
Organisatie van menselijk zenuwstelsel
Sensorische systemen: verwerkt informatie uit de omgeving.
Motorische systemen: reageren op de informatie uit de omgeving door bewegingen en gedrag.
Associated systemen: cellen en netwerken die tussen deze systemen inliggen.
Centrale zenuwstelsel: brein (hersenhelften, diencephalon, cerebellum, hersenstam) & ruggenmerg.
Perifere zenuwstelsel: sensorische neuronen, motor neuronen (bestaan uit 2 delen: somatische motor
systeem en autonoom motor systeem.
Perifeer zenuwstelsel
Somatische motor systeem: motor axonen die brein en zenuwstelsel aan skeletspieren verbinden.
Autonoom/visceraal motor systeem: cellen en axonen van gladde spieren, hartspieren en klieren.
Ganglia: lokale ophopingen van zenuwcellichamen en ondersteunende cellen.
Zenuwen: bundels van perifere axonen, vele omgeven door gliacellen van PZS (Schwann cellen).
Centraal zenuwstelsel
Zenuwcellen in het CZS zijn geordend op 2 manieren:
Nuclei: ophoping neuronen zelfde connecties/functies (in cerebrum, hersenstam en ruggenmerg).
Cortex: plaat achtige structuren van neuronen (hersenhelften en cerebellum).
Tracts: manier waarop axonen geordend zijn. Commisure tracts: steken middellijn van brein over.
Grijze materie: accumulatie van cellichamen en neuropil in het brein en ruggenmerg.
Witte materie: (wit door myeline) axon tracts en commisures.
Visceraal motor systeem
Visceraal motor systeem (CZS): parasympatisch (inactief) en sympathisch (actief) deel. Vormen
synapsen met viscerale motorneuronen van PZS in autonome ganglia (gladde spieren, klieren,
hartspieren (onvrijwillig)).
4
Deel 1
Hoofdstuk 1 Bestudering van het zenuwstelsel
Gen expressie: 2/3 van de genen komen tot expressie in het brein. Mens heeft 20.000 genen waarvan
14.000 in het brein tot expressie komen. Erfelijke aandoeningen (als microcefalie) komen door
mutaties in DNA (gen met mitosis regulerende functie).
Hersenziekten: 1) Mentale retardatie: depressie, epilepsie, ADHD, schizofrenie 2) Neurodegeneratie:
Alzheimer, Parkinson, Huntington en 3) Omgevingsfactoren als alcohol en drugs.
Modelorganismen
Mens, muis, D. rerio (zebravis), D. melanogaster (fruitvlieg), C. elegans (nematode).
Kat (visueel), vogel (zang/spraak), kip (ontwikkeling), inktvis (elektrofysiologie), goudvis (retina), bij
(gedrag).
Camillo Golgi: Reticulaire theorie (neuronen vormen
een groot netwerk).
Santiago R.Y. Cajal: Neuron doctrine (afzonderlijke
cellen zijn eigen eenheid maar maken contact).
Neuron doctrine: neuronen zijn discrete cellen, niet
één continuüm, communiceren via gespecialiseerde
contacten (synapsen), informatie gaat door neuron in
bepaalde richting (dendrieten soma axon).
Cellulaire componenten zenuwstelsel
Neuronen in het brein
hebben verschillende
structuren. D) heeft geen
axonen, output is
dopamine afgifte. E) heeft
geen dendrieten (signalen
op het celmembraan).
Neuronen worden
nauwelijks vervangen.
Cellichamen (soma/
perikaryon) zijn actieve
cellen met veel eiwit
synthese. Eiwitten worden
vervoerd door
axoplasmatisch transport.
RER zit in het cellichaam
en deels in dendrieten, niet
in axonen. Heeft duidelijk nucleolus, weinig heterochromatine, veel mitochondriën.
Glia cellen ondersteunen neuronen voor signaal overdracht (doen er zelf niet aan). Zijn essentieel voor
het herstellen van beschadigd zenuw stelsel. Kunnen werken als stamcellen, promoten terug groeien
van beschadigde neuronen en remmen groei waar dat slecht kan zijn.
1
,Tubulaire en fibrillaire eiwitten van het cytoskelet zorgen voor stabiliteit en functionaliteit van
neurale processen en synaps junctions.
Neuronen
Axonen en dendrieten ontstaan uit cellichaam van neuronen.
Dendrieten: targets voor synaptische input van axon terminalen
van andere neuronen. Bevatten veel ribosomen en cytoskelet
eiwitten.
Convergentie: 1 neuron veel input.
Divergentie: 1 neuron veel output.
Axon terminaal van presynaptische neuron ligt direct naast
postsynaptische receptor van target neuronen.
Communicatie via secretie moleculen over synaptische spleet.
Synaptische spleet: bevat extracellulaire eiwitten die diffusie,
binding en degradatie van uitgescheiden moleculen beïnvloeden.
Local circuit neuronen/interneuronen: korte axonen binnen
het brein.
Projection neuronen: bevatten axonen naar targets buiten brein.
Actie potentiaal: alles of niets elektrisch signaal dat wordt doorgegeven over langere afstanden.
Initiatie van actie potentiaal ontstaat in axon hillock in het cellichaam van neuronen.
Synaptische transmissie: chemisch/elektrisch proces waarbij actiepotentialen worden overgegeven
bij synaptische contacten aan een target cel.
Chemische synapsen: komt het vaakst voor. Synaptische blaasjes (vesicles) bevatten
neurotransmitter moleculen en scheiden deze uit bij signaal overdracht.
Neurotransmitters: binden receptoren van target cel en veranderen de elektrische eigenschappen.
Elektrische synapsen: wordt gefaciliteerd door gap junctions.
Gliacellen
De ratio gliacellen en neuronen in het brein is 3:1. Hebben ondersteunende functie voor synaptisch
contact en behoudt van signaal eigenschappen van neuronen.
Astrocyten: alleen in CZS, sterachtige cellen,
behouden van passende chemische omgeving
voor signaal overdracht. Ondersteuning, bloed
hersen barrière, stamcellen (sommige).
Oligodendrocyten: alleen in CZS, vorming van
myeline schede. (PZS zijn dat Schwann cellen).
Microgliacellen: ontstaan uit hematopoëtische precursor
cellen. Macrofagen (opruimen materiaal).
Secretie cytokinen (ontstekingsfactoren). Een toename van deze cellen bij
hersenletsel.
Glia stamcellen: cellen met glia karakteristieken zijn de enige stamcellen
in het brein en kunnen gliacellen of neuronen vormen. 2 categorieën:
1) Astrocyten in regio subventriculaire zone (SVZ) of naast bloedvaten.
stamcellen, neuronen en volwassen astocyten en oligodendrocyten. 2)
Oligodendrocyten precursor in witte stof in brein (polydendrocyten).
gelimiteerd in potentiaal, volwassen oligodendrocyten en astrocyten.
2
,Cellulaire diversiteit in het zenuwstelsel
Kleuringen:
1) Golgi kleuring:
visualisatie van individuele
neuronen.
2) GFP/RFP/CFP expressie
(brainbow)
3) Kleurstof injectie: functie
van de cel bepalen,
individuele neuronen en hun
processen.
4) Antilichaam kleuring
5) Nissl kleuring (RER: soma): laat distributie
van cellichamen zien en waar DNA en RNA zit
(geen processen of connecties).
6) MRI/fMRI
7) DTI
Neurale netwerken
Neuronen werken in netwerken. Neurale netwerken zijn de fundering van gevoel, perceptie, beweging
en gedrag.
Neuropil: synaptische connecties van dendrieten, axon terminalen en gliacel processen bij elkaar. De
regio tussen cellichamen waar synaptische connectiviteit plaats vindt.
Afferente neuronen: neuronen die informatie vervoeren naar het brein/ruggenmerg.
Efferente neuronen: neuronen die informatie vervoeren weg van het brein/ruggenmerg.
Interneuronen: bevinden zich alleen lokaal, want hebben korte axonen (local circuit neurons).
Myotisch reflex (kniereflex): is een voorbeeld van neuraal netwerk.
Sensorische neuronen (afferente neuronen): cellichaam ligt in dorsale root ganglia, de perifere
axonen eindigen in de skelet spier. (Ganglia
voor hoofd en neck heten cranial nerve
ganglia).
Motor neuronen (efferente neuronen):
bepalen de activiteit van de spieren.
Ruggenmerg interneuronen: ontvangen
synaptische contacten van sensorische
neuronen en maken synapsen op de
motorneuronen.
1) door hamer tendon uitgerekt, sensorische
receptoren uitgerekt in extensor spier.
2A/B/C) sensorische neuronen synapsen met
‘excites’ motor neuron in ruggenmerg, met
interneuronen en remt motor neuronen van flexor
spieren.
3A/B) motor neuronen actiepotentiaal naar synaps
extensorspier contractie, flexorspier ontspant.
4) been strekt.
(Intracellulaire opname)
3
, Elektrofysiologische opname: meet de
elektrische activiteit van een zenuwcel.
Het kan graduele veranderingen meten
die een actiepotentiaal leveren. Deze
graduele veranderingen heten receptor
potentialen/synaptische potentialen.
extracellulaire opname: elektrode
wordt bij de zenuwcel geplaatst.
(Extracelluaire opname) intracellulaire opname: elektrode
wordt in de zenuwcel geplaatst.
Organisatie van menselijk zenuwstelsel
Sensorische systemen: verwerkt informatie uit de omgeving.
Motorische systemen: reageren op de informatie uit de omgeving door bewegingen en gedrag.
Associated systemen: cellen en netwerken die tussen deze systemen inliggen.
Centrale zenuwstelsel: brein (hersenhelften, diencephalon, cerebellum, hersenstam) & ruggenmerg.
Perifere zenuwstelsel: sensorische neuronen, motor neuronen (bestaan uit 2 delen: somatische motor
systeem en autonoom motor systeem.
Perifeer zenuwstelsel
Somatische motor systeem: motor axonen die brein en zenuwstelsel aan skeletspieren verbinden.
Autonoom/visceraal motor systeem: cellen en axonen van gladde spieren, hartspieren en klieren.
Ganglia: lokale ophopingen van zenuwcellichamen en ondersteunende cellen.
Zenuwen: bundels van perifere axonen, vele omgeven door gliacellen van PZS (Schwann cellen).
Centraal zenuwstelsel
Zenuwcellen in het CZS zijn geordend op 2 manieren:
Nuclei: ophoping neuronen zelfde connecties/functies (in cerebrum, hersenstam en ruggenmerg).
Cortex: plaat achtige structuren van neuronen (hersenhelften en cerebellum).
Tracts: manier waarop axonen geordend zijn. Commisure tracts: steken middellijn van brein over.
Grijze materie: accumulatie van cellichamen en neuropil in het brein en ruggenmerg.
Witte materie: (wit door myeline) axon tracts en commisures.
Visceraal motor systeem
Visceraal motor systeem (CZS): parasympatisch (inactief) en sympathisch (actief) deel. Vormen
synapsen met viscerale motorneuronen van PZS in autonome ganglia (gladde spieren, klieren,
hartspieren (onvrijwillig)).
4
