Les 17 oktober - Labro - vestibulair systeem_2025.pdf

# Structuur en functie van vestibulaire haarcellen Vestibulaire haarcellen vormen de sensorische receptoren in het binnenoor die beweging en positie van het hoofd detecteren. Hun structuur, met stereocilia en een kinocilium, maakt de mechanische transductie van fysieke prikkels naar elektrische signalen mogelijk, wat leidt tot neurotransmittervrijstelling en activatie van afferente neuronen [15](#page=15) [2](#page=2) [3](#page=3). ### 1.1 Anatomie van vestibulaire haarcellen Vestibulaire haarcellen worden gekenmerkt door de aanwezigheid van stereocilia en, in veel gevallen, een kinocilium. Bij de mens worden twee typen vestibulaire haarcellen onderscheiden: type 1 en type 2 [2](#page=2) [4](#page=4). #### 1.1.1 Stereocilia en kinocilia * **Stereocilia:** Elke haarcel bezit 50 tot 150 stereocilia, die ook wel stereovilli genoemd kunnen worden. Deze stereocilia zijn gerangschikt in rijen met toenemende lengte [2](#page=2) [3](#page=3). * **Kinocilium:** Een enkel kinocilium is aanwezig, en de beweging van de stereocilia ten opzichte van dit kinocilium is cruciaal voor signaaltransductie. Wanneer stereocilia naar het langste stereocilium (en dus naar het kinocilium) buigen, openen mechanosensorische ionkanalen, waaronder PIEZO-kanalen. De tegenovergestelde beweging, weg van het kinocilium, sluit deze kanalen [2](#page=2) [3](#page=3). #### 1.1.2 Verschillen tussen type 1 en type 2 haarcellen Type 1 en type 2 haarcellen verschillen primair in hun contact met het afferente neuron en het aantal stereocilia. Type 1 haarcellen bevatten doorgaans meer stereocilia dan type 2 haarcellen. Dit verschil in het aantal stereocilia suggereert dat beide celtypen mogelijk verschillende "bundle mechanics" hebben, wat resulteert in een verschillende amplitude van de mechano-elektrische transductiestroom [4](#page=4). ### 1.2 Mechanisme van signaaltransductie De signaaltransductie in vestibulaire haarcellen is een mechanosensorisch proces dat begint met de beweging van de stereocilia [2](#page=2). #### 1.2.1 Mechanische stimulatie en ionkanalen * **Opening van kanalen:** Buiging van de stereocilia in de richting van het kinocilium opent mechanosensorische ionkanalen [3](#page=3). * **Ioninflux:** Deze opening leidt tot een influx van kaliumionen ($K^+$) [3](#page=3). #### 1.2.2 Celdepolarisatie en neurotransmittervrijstelling * **Depolarisatie:** De influx van $K^+$ veroorzaakt een depolariserende receptorpotentiaal [3](#page=3). * **Activatie van spanningsgevoelige kanalen:** Deze depolarisatie opent vervolgens spanningsgevoelige calciumkanalen ($Ca^{2+}$) [3](#page=3). * **Calciuminflux:** Een influx van $Ca^{2+}$ ionen vindt plaats [3](#page=3). * **Neurotransmittervrijstelling:** De verhoogde intracellulaire $Ca^{2+}$ concentratie triggert de vrijstelling van de neurotransmitter glutamaat (en in mindere mate aspartaat) bij de synaps met het afferente neuron [3](#page=3). #### 1.2.3 Herpolarisatie en neurotransmissie * **Kaliumefflux:** Na de depolarisatie verlaat $K^+$ de haarcel aan de baso-laterale zijde via $K^+$ kanalen, wat bijdraagt aan de herpolarisatie van de cel [3](#page=3). * **Stimulatie van afferent neuron:** De vrijgekomen neurotransmitters stimuleren het afferente neuron, wat leidt tot de actiepotentiaalvorming en signalering naar het centrale zenuwstelsel [3](#page=3). > **Tip:** Het mechanisme van stereociliabeging is fundamenteel voor het begrijpen van hoe onze balans en oriëntatie in de ruimte worden waargenomen. Een lichte beweging van deze haarstructuren heeft grote gevolgen voor de neuronale activiteit. ### 1.3 Integratie met afferente neuronen De vestibulaire haarcellen vormen synaptische contacten met afferente neuronen. De signaaltransductie in de haarcel resulteert in de modulatie van de vuurfrequentie van deze neuronen. Bijvoorbeeld, een kantelbeweging van het hoofd kan leiden tot specifieke veranderingen in de vuurfrequentie van utriculus/otolith afferente signalen [15](#page=15). > **Voorbeeld:** Een kanteling van het hoofd naar links kan leiden tot een verhoogde activiteit in bepaalde afferente neuronen die signalen van de utriculus doorgeven, terwijl een kanteling naar rechts de activiteit kan verlagen of omgekeerd, afhankelijk van de oriëntatie van de haarcellen en de stimulatie [15](#page=15). --- # Rol van het vestibulaire systeem in evenwicht en houding Het vestibulaire systeem speelt een cruciale rol in het handhaven van evenwicht en houding door het detecteren van lineaire en rotatieversnelling van het hoofd [6](#page=6). ### 2.1 Componenten van het vestibulaire systeem Het vestibulaire systeem bestaat uit structuren die verantwoordelijk zijn voor het detecteren van beweging en zwaartekracht. #### 2.1.1 Semicirculaire kanalen De semicirculaire kanalen, samen met de ampullae, detecteren rotatieversnelling en vertraging in drie dimensies. Binnen de ampullae bevinden zich de cupula en de crista ampullaris. De cupula is een geleiachtige structuur die de haarcellen bedekt. Wanneer het hoofd roteert, beweegt de vloeistof (endolymfe) in de kanalen, wat de cupula verplaatst en de haarcellen stimuleert [15](#page=15) [6](#page=6) [7](#page=7). #### 2.1.2 Utriculus en sacculus De utriculus en sacculus zijn otolietorganen die lineaire versnelling en de positie van het hoofd ten opzichte van de zwaartekracht detecteren [6](#page=6). * **Utriculus:** Detecteert horizontale beweging, zoals lineaire versnelling en vertraging. De utriculus wordt ook geactiveerd bij neerwaartse buiging van het hoofd, zelfs zonder lichaamsbeweging, en bij het kantelen van het hoofd naar links of rechts, waarbij de vuurfrequentie van afferente neuronen wordt aangepast. De structuren binnen de utriculus en sacculus zijn het otolietmembraan en otoconia (kleine calciumcarbonaatkristallen). De otoconia verhogen de inertie van het otolietmembraan, waardoor het reageert op lineaire versnellingen en zwaartekracht [6](#page=6) [7](#page=7) [9](#page=9). * **Sacculus:** Detecteert verticale beweging [6](#page=6). ### 2.2 Posturale reflexen Posturale reflexen (houdingsreflexen) zijn essentieel voor het handhaven van een rechtopstaande houding en stabiel evenwicht. Deze reflexen helpen de romp en het hoofd verticaal te houden [10](#page=10). #### 2.2.1 Integratie van sensorische informatie Naast het vestibulaire systeem spelen ook zicht, gehoor, proprioceptie en drukperceptie een belangrijke rol in evenwicht en houding [11](#page=11). * **Vestibulaire informatie:** Vanuit het binnenoor [11](#page=11). * **Visuele informatie:** Vanuit de ogen [11](#page=11). * **Auditieve informatie:** Vanuit het gehoor [11](#page=11). * **Proprioceptieve informatie:** Vanuit spieren en pezen, gedetecteerd door spierspoeltjes en Golgi peesorganen. Informatie vanuit nekspieren is hierbij belangrijk voor de positie van het hoofd ten opzichte van het lichaam [11](#page=11). * **Drukperceptie:** Vanuit tastreceptoren, bijvoorbeeld in de voetzool, die lichaamsgewicht detecteren [11](#page=11). Discordante informatie vanuit deze systemen kan leiden tot symptomen zoals vertigo (draaierigheid) en nausea (misselijkheid) [11](#page=11). #### 2.2.2 Correctie van vestibulaire reflexen Proprioceptieve en visuele input kunnen vestibulaire reflexen corrigeren. De utriculus en sacculus detecteren bijvoorbeeld plotselinge bewegingen, zoals bij een dreigende val. Vestibulaire reflexen kunnen dan leiden tot een extensiereflex in de bovenste ledematen om de val op te vangen. Echter, wanneer men naar beneden kijkt, kan de activatie van de utriculus/sacculus analoog zijn, maar wordt de extensiereflex niet noodzakelijk uitgelokt. Dit illustreert dat visuele input mede de uiteindelijke respons bepaalt en bijdraagt aan het behoud van evenwicht en houding [12](#page=12). > **Tip:** Begrijpen hoe het vestibulaire systeem samenwerkt met andere zintuiglijke systemen is cruciaal voor het begrijpen van evenwicht en hoe verstoringen (zoals bij reisziekte) ontstaan. ### 2.3 Kernconcepten voor beantwoording (examen) Om de rol van het vestibulaire systeem in evenwicht en houding te begrijpen, is het belangrijk om de volgende punten te kunnen beantwoorden [15](#page=15): 1. **Vestibulaire haarcellen en signaaltransductie:** Kennis van de twee typen vestibulaire haarcellen, het mechanisme van signaaltransductie binnen een haarcel, en hoe actiepotentialen worden gegenereerd in afferente neuronen. Een voorbeeld hiervan is de vuurfrequentie van neuronen bij een kantelbeweging van het hoofd naar links en rechts, zoals waargenomen in de utriculus [15](#page=15). 2. **Vestibulaire nystagmus:** Begrip van de oogbewegingen die geassocieerd zijn met vestibulaire stimulatie, inclusief de snelle en langzame fasen van de respons [15](#page=15). --- # Vestibulaire nystagmus en aanpassing Dit gedeelte van de studiehandleiding behandelt de vestibulo-oculaire reflex (VOR), de resulterende oogbewegingen (nystagmus), en de aanpassing van de VOR door het cerebellum. ### 3.1 Vestibulaire nystagmus Vestibulaire nystagmus is een onwillekeurige oogbeweging die voortkomt uit de vestibulo-oculaire reflex (VOR). Deze reflex zorgt ervoor dat de ogen zich aanpassen aan hoofdbewegingen om het zicht stabiel te houden [13](#page=13) [16](#page=16). #### 3.1.1 Mechanisme van vestibulaire nystagmus Bij de klassieke test met een Barany-stoel (nu vaak vervangen door opwarmen/afkoelen van het oor) wordt het evenwichtsorgaan gestimuleerd. Veranderingen in de temperatuur van de endolymfe, mogelijk door convectie en activatie van temperatuurgevoelige kanalen zoals TRPA1, kunnen leiden tot nystagmus [13](#page=13) [14](#page=14). De regel COWS beschrijft de reactie: * **C**old (koud water): Het oog beweegt naar de **O**pposite side (tegengestelde zijde) [14](#page=14). * **W**arm (warm water): Het oog beweegt naar de **S**ame side (dezelfde zijde) [14](#page=14). In een gezonde toestand zal het oog een trage beweging maken naar de kant waar koud water wordt toegediend. Vervolgens vindt er een snelle correctiebeweging ("fast response") plaats, waardoor het oog terugbeweegt naar de oorspronkelijke positie of de andere kant op. De nystagmusbeweging bestaat uit een langzame fase (slow response) en een snelle fase (fast response) [14](#page=14) [15](#page=15). > **Tip:** Zorg dat je het onderscheid kunt maken tussen de "slow" en "fast" component van de nystagmusbeweging [15](#page=15). #### 3.1.2 Vestibulaire haarcellen en signaltransductie Het is essentieel om kennis te hebben van de twee typen vestibulaire haarcellen en hun mechanisme van signaaltransductie. Dit omvat hoe deze cellen actiepotentialen genereren in afferente neuronen, met name bij hoofdbewegingen zoals kantelen naar links en rechts, zoals waargenomen in de signalisatie van utriculus/otolith afferenten [15](#page=15). ### 3.2 Aanpassing van de VOR Aanpassing, of het leerproces, van de vestibulo-oculaire reflex (VOR) is cruciaal voor het handhaven van stabiel zicht onder veranderende omstandigheden. Het cerebellum speelt hierin een belangrijke rol [16](#page=16) [17](#page=17). > **Tip:** Begrijp hoe het cerebellum betrokken is bij het aanpassen van de VOR. Dit omvat het vermogen om de gain van de reflex te modificeren om te compenseren voor bijvoorbeeld veroudering of veranderingen in de visuele omgeving [17](#page=17). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Vestibulair systeem | Een sensorisch systeem in het binnenoor dat informatie levert over hoofdpositie en beweging, essentieel voor evenwicht en oriëntatie in de ruimte. | | Haarcel | Een sensorische cel die gespecialiseerd is in het detecteren van mechanische prikkels, zoals beweging en trillingen. In het vestibulaire systeem zijn dit de receptoren voor versnelling en positie. | | Stereocilia | Kleine, haarachtige uitsteeksels op het oppervlak van vestibulaire haarcellen die samen een bundel vormen. Buiging van deze stereocilia opent of sluit ionkanalen. | | Kinocilium | Een langer, trilhaartje-achtig uitsteeksel op vestibulaire haarcellen. De beweging van de stereocilia ten opzichte van het kinocilium bepaalt de polarisatie van de cel. | | Celdepolarisatie | Een verandering in het elektrische potentiaalverschil over het celmembraan. Depolarisatie vindt plaats wanneer positieve ionen de cel binnenkomen, wat kan leiden tot het openen van spanningsgevoelige kanalen. | | Mechano-elektro transducer channels | Ionkanalen die reageren op mechanische prikkels, zoals de buiging van stereocilia. Deze kanalen zijn cruciaal voor de omzetting van mechanische beweging in een elektrisch signaal. | | PIEZO channels | Een type mechanogevoelig ionkanaal dat betrokken is bij de transduptie van mechanische krachten naar elektrische signalen in cellen, ook aangetroffen in vestibulaire haarcellen. | | Neurotransmitter | Een chemische boodschapper die door een neuron wordt vrijgegeven om signalen over te dragen aan een andere cel, zoals een ander neuron of een spiercel. Glutamaat is een belangrijke exciterende neurotransmitter. | | Afferent neuron | Een zenuwcel die sensorische informatie vanuit de periferie naar het centrale zenuwstelsel geleidt. In het vestibulaire systeem brengen deze neuronen informatie over beweging en positie over. | | Semicirculaire kanalen | Drie buisvormige structuren in het binnenoor die de rotatiebewegingen van het hoofd in verschillende vlakken detecteren. Ze bevatten de crista ampullaris met haarcellen. | | Utriculus en Sacculus | Twee otolietorganen in het binnenoor die lineaire versnelling en hoofdpositie ten opzichte van de zwaartekracht detecteren. | | Otolietmembraan | Een gelatineuze laag in de utriculus en sacculus die otoconia bevat en beweegt bij lineaire versnelling, waardoor haarcellen worden gestimuleerd. | | Otoconia | Kleine calciumcarbonaatkristallen (oorsteentjes) die op het otolietmembraan liggen en de dichtheid verhogen, waardoor ze gevoelig worden voor zwaartekracht en lineaire versnelling. | | Posturale reflexen | Reflexmatige reacties van het lichaam die helpen om een rechtopstaande houding te handhaven en stabiliteit te bieden, zoals de extensiereflex bij een dreigende val. | | Vestibulo-oculaire reflex (VOR) | Een reflex die oogbewegingen stabiliseert om de blik op een vast punt te houden tijdens hoofdbewegingen, door signalen van het vestibulaire systeem te gebruiken om de oogspieren aan te sturen. | | Nystagmus | Een onvrijwillige, ritmische oogbeweging die kan optreden als gevolg van vestibulaire activiteit of andere neurologische oorzaken. Het bestaat uit een langzame fase (slow response) en een snelle fase (fast response). | | Cerebellum | Een deel van de hersenen dat voornamelijk betrokken is bij de coördinatie van vrijwillige bewegingen, evenwicht, houding en motorisch leren. Het speelt een rol bij de aanpassing van de VOR. |