Neuronale aandoeningen aantekeningen
Artikel hc 1.
Synaptopathie: verandering in de fysiologische samenwerking tussen verschillende componenten van
de synaps.
Epileptic encephalopathy: form of epilepsy with frequent onset in infancy in which epileptic activity
contributes to severe development delay and behavioral impairments. Several genes and
synaptopathies are involved in pathogenesis of DEEs.
Syntaxin1 (STX1): part of the t-SNARE protein on the plasma membrane of many nervous cells. It has
an open and closed conformation which is crucial to regulate exocytosis mediated by the SNARE
complex (stx1 is crucial in initiation)
STX1 has two variants: stx1a and stx1b. Stx1b is the principal mediator for spontaneous and evoked
fast synaptic vesicle exocytosis.
stx1a: correlated with developing migraines and neurodevelopmental disorders (responsible for
glutamate re-uptake)
stx1b: plays role in the proper signaling of the nervous system
SNAP25: also component of the SNARE complex, plays a crucial role in Ca2+-dependent exocytosis of
the synaptic vesicles.
Due to different splicing, two isofroms snap25a and snap25b are obtained that show different
expression and localization.
de novo snap25 variants are associated with neurological disorders, snap25b is the most crucial
because it is expressed in the central nervous system and regulates exocytosis of neurotransmitters.
Vamp2 (synaptobrevin-2) constitutes the v-snare. Pathogenic variants of VAMP2 gene are associated
with neurodevelopmental disorders, such as visual impairment, hyperkinetic movements, autism
spectrum disorder and epilepsy.
Cplx1 (complexin 1) is a conserved cytosolic protein in the pre-synaptic terminal and interacting with
the SNARE complex. These are inhibitors of sponteanous release of neurotransmitter, a knockout
Hoorcollege 1 pre-synaptopathy
Pre-synaptopathien: disfunctie van synaps leidt tot neuronale aandoening
Familiale oorzaak: monogenetisch, early onset
Sporadische oorzaak: polygenetisch, late onset, idiopathisch (zonder bekende oorzaak)
SNPs: single nucleotide polymorphisms (één base verschillend tussen individuen)
CNVs: copy number variants (deleties of duplicaties)
GWAS: vergelijkt SNPs die geassocieerd zijn met bijvoorbeeld parkinson. Zijn honderden tot
duizenden genen die verschillen.
GWAS naar epilepsie: genomen sequencen van populatie patienten met epilepsie en genomen van
gezonde mensen. Vergelijk de SNPs tussen deze personen en kijk welke SNPs geassocieerd zijn met de
populatie van mensen die aan epilepsie leiden.
,Veel voltage-dependent natrium kanalen zijn defect. Epilepsie wordt ook wel channelopathy
genoemd. Kanalen betrokken bij epilepsie oorzaken:
Epilepsie: een aanval met de verwachting dat er meerdere zullen volgen
De EEG signalen lage frequentie weerspiegelen het synchroon vuren van grote populaties cellen
oorzaken kunnen zijn: hersenletsel, hersentumor, beroerte, infectie, complicaties bij geboorte of
genetisch
Primary generalized seizures
A. Tonic-clonic (spier spasmen)
B. Absence (petit mal) (paar seconden niet aanspreekbaar)
C. atonic (loss of muscle tone)
Focal/partial seizures
A. simple (no major change in consciousness)
1. Localized motor seizure 2. Motor seizure, with progression of movements 3. Sensory
(somatosensory, visual, auditory, olfactory, vestibular) 4. Psychic (forced thinking, fear, anger, etc.) 5.
Autonomic (sweating, salivating, etc.)
B. complex (with altered consciousness)
Focal/Partial seizures (simple or complex) evolving to generalized cortical seizure: Starts focal then
becomes a grand mal seizure
Presynaps: vesicles liggen klaar in active zone. Een typische synaps in je brein heb je minder active
zones (misschien 1 of 2). Hoe meer actieve zones hoe meer vesicles er tegelijk kunnen worden
afgegeven.
Neuromusculaire eindplaat: synaps van motorneuron op je spiervezel
bipolaire cel heeft grote terminals, je kan dus beter kijken naar de vesicles.
Elektrofysiologie: meten van synapsen.
- cell-attached recording
- whole-cell recording (alle potentialen in de cell meten)2. Current clamp houdt de stroom constant.
,Voltage clamp bepaal jij het voltage, bepaalde natrium stromen worden dan geactiveerd. Hoe meer
gedepolariseerder de cel is, hoe groter de kans op opening van Na+ kanalen.
Evoked release: heel veel neurotransmitter tegelijk in de synaptische spleet
delayed release: een grote piek van neurotransmitter dat wordt gevolgd door kleinere pieken van
neurotransmitter release
spontane release: piekjes van neurotransmitter dat spontaan wordt gereleased zonder
actiepotentiaal
Quanta: pakketjes neurotransmitter
Quantal size: amplitude van de postsynaptische respons van één synaptisch vesicle
Quantal content: aantal quanta in evoked respons
Quantal concent: EPSC/mEPSPC
evoked release/spontaneous release
Evoked release wordt veroorzaakt door calcium influx. Evoked release is exponentieel afhankelijk van
de calcium influx.
hoe meer calcium, hoe meer neurotransmitter er wordt afgegeven.
Calcium kanalen lokaliseren bij de active zones. Is second messenger dus moet na activatie zo snel
mogelijk weer weg. Ontwikkeling van microdomeinen naar nanodomeinen (calcium kanalen in de
buurt van synapse en calcium kanalen vast aan de synapse)
Synaptotegmin: calcium sensor die SNARE complex aan zet
Problemen bij actieve zones, vooral bij eiwitten in SNARE complex, dan wordt er vaak te veel of te
weinig calcium afgegeven waardoor er epilepsie kan ontstaan.
Calcium kanalen en migraine:
FHM1: P-type calcium kanaal
FHM2: Na+/K+ATPases
FHM3: natrium kanaal
, Er zijn veel verschillende calcium kanalen die ook verschillende elektrische eigenschappen hebben.
Pacemaker calcium kanalen gaan bijv eerder open dan synapse calcium kanalen.
Migraine: hoewel de amplitude van de calciumstroom kleiner is in de mutant, leidt de mutatie toch
tot meer neurotransmitter afgifte (gaan eerder open).
• Activatie van calcium stroom bij meer gehyperpolarizeerde potentialen
• Amplitude Kleiner !
• Hogere frequentie van spontane release
• Géén toename amplitude van de mini’s (hoeveelheid neurotransmitter in vesicle blijft gelijk)
•Wel een toename in amplitude evocked release!
Synaptische vesicle cyclus:
1. Docking
2. Priming
3. Exocytosis
4. Clatherine gemedieerde endocytose van het vesicle
5. Translocatie
6. Wordt meteen weer gevuld met neurotransmitter of gaat naar het early endosoom
SNARE complex
eiwitten Munch18 en complexin zijn eiwitten die betrokken zijn bij priming van vesicles.
Ready releasable pool:
- vesicles zijn gedockt en geprimed
- RRP wordt gebruikt bij laag intense stimulatie of aan het begin van een intense stimulatie
- er is maar een beperkt aantal beschikbaar: 1 of 2 per actieve zone
aanvulling van RRP gaat steeds trager, wanneer de frequentie van actiepotentialen te hoog is gaat de
exocytose van neurotransmitter niet meer zo snel
Recycling pool:
- reserve pool zijn de vesicles die de RRP aanvullen, maar alleen:
- vesicles fuseren alleen tijdens intense stimulatie
Artikel hc 1.
Synaptopathie: verandering in de fysiologische samenwerking tussen verschillende componenten van
de synaps.
Epileptic encephalopathy: form of epilepsy with frequent onset in infancy in which epileptic activity
contributes to severe development delay and behavioral impairments. Several genes and
synaptopathies are involved in pathogenesis of DEEs.
Syntaxin1 (STX1): part of the t-SNARE protein on the plasma membrane of many nervous cells. It has
an open and closed conformation which is crucial to regulate exocytosis mediated by the SNARE
complex (stx1 is crucial in initiation)
STX1 has two variants: stx1a and stx1b. Stx1b is the principal mediator for spontaneous and evoked
fast synaptic vesicle exocytosis.
stx1a: correlated with developing migraines and neurodevelopmental disorders (responsible for
glutamate re-uptake)
stx1b: plays role in the proper signaling of the nervous system
SNAP25: also component of the SNARE complex, plays a crucial role in Ca2+-dependent exocytosis of
the synaptic vesicles.
Due to different splicing, two isofroms snap25a and snap25b are obtained that show different
expression and localization.
de novo snap25 variants are associated with neurological disorders, snap25b is the most crucial
because it is expressed in the central nervous system and regulates exocytosis of neurotransmitters.
Vamp2 (synaptobrevin-2) constitutes the v-snare. Pathogenic variants of VAMP2 gene are associated
with neurodevelopmental disorders, such as visual impairment, hyperkinetic movements, autism
spectrum disorder and epilepsy.
Cplx1 (complexin 1) is a conserved cytosolic protein in the pre-synaptic terminal and interacting with
the SNARE complex. These are inhibitors of sponteanous release of neurotransmitter, a knockout
Hoorcollege 1 pre-synaptopathy
Pre-synaptopathien: disfunctie van synaps leidt tot neuronale aandoening
Familiale oorzaak: monogenetisch, early onset
Sporadische oorzaak: polygenetisch, late onset, idiopathisch (zonder bekende oorzaak)
SNPs: single nucleotide polymorphisms (één base verschillend tussen individuen)
CNVs: copy number variants (deleties of duplicaties)
GWAS: vergelijkt SNPs die geassocieerd zijn met bijvoorbeeld parkinson. Zijn honderden tot
duizenden genen die verschillen.
GWAS naar epilepsie: genomen sequencen van populatie patienten met epilepsie en genomen van
gezonde mensen. Vergelijk de SNPs tussen deze personen en kijk welke SNPs geassocieerd zijn met de
populatie van mensen die aan epilepsie leiden.
,Veel voltage-dependent natrium kanalen zijn defect. Epilepsie wordt ook wel channelopathy
genoemd. Kanalen betrokken bij epilepsie oorzaken:
Epilepsie: een aanval met de verwachting dat er meerdere zullen volgen
De EEG signalen lage frequentie weerspiegelen het synchroon vuren van grote populaties cellen
oorzaken kunnen zijn: hersenletsel, hersentumor, beroerte, infectie, complicaties bij geboorte of
genetisch
Primary generalized seizures
A. Tonic-clonic (spier spasmen)
B. Absence (petit mal) (paar seconden niet aanspreekbaar)
C. atonic (loss of muscle tone)
Focal/partial seizures
A. simple (no major change in consciousness)
1. Localized motor seizure 2. Motor seizure, with progression of movements 3. Sensory
(somatosensory, visual, auditory, olfactory, vestibular) 4. Psychic (forced thinking, fear, anger, etc.) 5.
Autonomic (sweating, salivating, etc.)
B. complex (with altered consciousness)
Focal/Partial seizures (simple or complex) evolving to generalized cortical seizure: Starts focal then
becomes a grand mal seizure
Presynaps: vesicles liggen klaar in active zone. Een typische synaps in je brein heb je minder active
zones (misschien 1 of 2). Hoe meer actieve zones hoe meer vesicles er tegelijk kunnen worden
afgegeven.
Neuromusculaire eindplaat: synaps van motorneuron op je spiervezel
bipolaire cel heeft grote terminals, je kan dus beter kijken naar de vesicles.
Elektrofysiologie: meten van synapsen.
- cell-attached recording
- whole-cell recording (alle potentialen in de cell meten)2. Current clamp houdt de stroom constant.
,Voltage clamp bepaal jij het voltage, bepaalde natrium stromen worden dan geactiveerd. Hoe meer
gedepolariseerder de cel is, hoe groter de kans op opening van Na+ kanalen.
Evoked release: heel veel neurotransmitter tegelijk in de synaptische spleet
delayed release: een grote piek van neurotransmitter dat wordt gevolgd door kleinere pieken van
neurotransmitter release
spontane release: piekjes van neurotransmitter dat spontaan wordt gereleased zonder
actiepotentiaal
Quanta: pakketjes neurotransmitter
Quantal size: amplitude van de postsynaptische respons van één synaptisch vesicle
Quantal content: aantal quanta in evoked respons
Quantal concent: EPSC/mEPSPC
evoked release/spontaneous release
Evoked release wordt veroorzaakt door calcium influx. Evoked release is exponentieel afhankelijk van
de calcium influx.
hoe meer calcium, hoe meer neurotransmitter er wordt afgegeven.
Calcium kanalen lokaliseren bij de active zones. Is second messenger dus moet na activatie zo snel
mogelijk weer weg. Ontwikkeling van microdomeinen naar nanodomeinen (calcium kanalen in de
buurt van synapse en calcium kanalen vast aan de synapse)
Synaptotegmin: calcium sensor die SNARE complex aan zet
Problemen bij actieve zones, vooral bij eiwitten in SNARE complex, dan wordt er vaak te veel of te
weinig calcium afgegeven waardoor er epilepsie kan ontstaan.
Calcium kanalen en migraine:
FHM1: P-type calcium kanaal
FHM2: Na+/K+ATPases
FHM3: natrium kanaal
, Er zijn veel verschillende calcium kanalen die ook verschillende elektrische eigenschappen hebben.
Pacemaker calcium kanalen gaan bijv eerder open dan synapse calcium kanalen.
Migraine: hoewel de amplitude van de calciumstroom kleiner is in de mutant, leidt de mutatie toch
tot meer neurotransmitter afgifte (gaan eerder open).
• Activatie van calcium stroom bij meer gehyperpolarizeerde potentialen
• Amplitude Kleiner !
• Hogere frequentie van spontane release
• Géén toename amplitude van de mini’s (hoeveelheid neurotransmitter in vesicle blijft gelijk)
•Wel een toename in amplitude evocked release!
Synaptische vesicle cyclus:
1. Docking
2. Priming
3. Exocytosis
4. Clatherine gemedieerde endocytose van het vesicle
5. Translocatie
6. Wordt meteen weer gevuld met neurotransmitter of gaat naar het early endosoom
SNARE complex
eiwitten Munch18 en complexin zijn eiwitten die betrokken zijn bij priming van vesicles.
Ready releasable pool:
- vesicles zijn gedockt en geprimed
- RRP wordt gebruikt bij laag intense stimulatie of aan het begin van een intense stimulatie
- er is maar een beperkt aantal beschikbaar: 1 of 2 per actieve zone
aanvulling van RRP gaat steeds trager, wanneer de frequentie van actiepotentialen te hoog is gaat de
exocytose van neurotransmitter niet meer zo snel
Recycling pool:
- reserve pool zijn de vesicles die de RRP aanvullen, maar alleen:
- vesicles fuseren alleen tijdens intense stimulatie
