Basiselementen
30
Basiselementen van het zenuwstelsel: de synaps
Transmitterreceptoren (A-B)
G-proteïne-gekoppelde receptoren
De neurotransmitterreceptoren wor den in twee categorieën onderverdeeld: ligand-gestuurde ionkanalen en transmitterreceptoren die aan een intracellulair guanosinetrifosfaat (GTP)-bindend eiwit (G-proteïne) gekoppeld zijn.
De meeste neurotransmitters binden niet alleen aan ligand-gestuurde kanalen, maar ook aan G-proteïne-gekoppelde recep toren. Een wezenlijk onderscheid tussen beide receptortypen is de snelheid van de synaptische reactie. Bij ligand-gestuurde ionkanalen veroorzaakt de activering een snelle synaptische potentiaal, die slechts milliseconden duurt. De activering van G-proteïne-gekoppelde receptoren leidt tot reacties die seconden tot minuten duren. G-proteïnen reguleren enzymen die intracellulaire boodschapperstoffen vormen. Deze beïnvloeden ionkanalen of via regulerende eiwitten de genexpressie.
Ligand-gestuurde ionkanalen
Ligand-gestuurde kanalen bestaan uit verschillende subeenheden (A1) die in de celmembraan liggen (A2). Door de binding van de neurotransmitter aan de specifieke receptor wordt het kanaal voor bepaalde ionen doorlaatbaar (B). Exciterende aminozuurreceptoren. Recep toren voor de stimulerende transmitter glutamaat worden ingedeeld naar de syn thetische liganden waaraan ze binden. Er worden daarom drie klassen van glutamaatgestuurde ionkanalen onderschei den: de AMPA-receptor (C3), de NMDAreceptor (C4) en de kainaatreceptor. Na binding aan een AMPA-receptor volgt een instroom van natriumionen waardoor de cel wordt gedepolariseerd. De active ring van de NMDA-receptor heeft even eens de instroom van Na+ tot gevolg, maar daarnaast ook van Ca2+. In de rustpoten tiaaltoestand wordt de NMDA-receptor geblokkeerd door magnesium; deze magnesiumblokkade wordt bij depolarisatie (door AMPA-receptoren) opgeheven. Door deze in de tijd verschoven activering van AMPA- en NMDA-receptoren ontstaat een gemoduleerde reactie van het postsy naptische neuron op de neurotransmitter glutamaat. Inhiberende GABA- en glycinereceptoren. GABA is de meest voorkomende inhiberende transmitter in de hersenen, en glycine in het ruggenmerg. Beide recepto ren zijn ligand-gestuurde ionkanalen die bij activering de instroom van chloride-ionen bewerkstelligen. Daardoor hyperpolari seert de cel en wordt deze geremd. Ook de stimulerende, kationen leidende nicotine-acetylcholinereceptor en de serotonine (5-HT3)-receptor zijn ligand-gestuur de ionkanalen.
Anatomie 2012 1-168 def.indd 30
Synaptische overdracht (B) In principe zijn er drie processen die ken merkend zijn voor de synaptische over dracht: 1. De omzetting van de bij het axonuitein de aankomende actiepotentiaal in een chemisch signaal: door de depolarisatie gaan de calciumkanalen (C5) open en stroomt calcium binnen. Via bepaalde proteïnen veroorzaakt dit het versmel ten van de synaptische vesikels (C6) met de presynaptische membraan en het vrijkomen van de transmitter in de synaps spleet (C7). 2. De vrijgemaakt transmitter bindt aan specifieke receptoren. 3. Bij ligand-gestuurde ionkanalen ont staat daardoor de opening voor bepaal de ionen. Bij glutamaatreceptoren ver oorzaakt de instroom van Na+ c.q. Ca2+ een depolarisatie van de postsynaptische membraan (exciterende postsynaptische potentiaal, EPSP). Bij GABA- en glyci nereceptoren wordt door de instroom van Cl– een hyperpolarisatie van het postsynaptische membraan veroorzaakt (inhiberende postsynaptische potentiaal, ISPS). Bij activering van G-proteïnegekoppelde receptoren ontstaat een lan ger aanhoudende reactie, die uiteinde lijk een verandering van de genexpressie in het postsynaptische neuron tot gevolg kan hebben.
25-01-12 10:06