Synaptische plasticiteit.pdf

# Synaptische transmissie en signalering Synaptische transmissie beschrijft het proces van signaaloverdracht tussen neuronen via synapsen, waarbij neurotransmitters een cruciale rol spelen in het genereren van postsynaptische potentialen die leiden tot of remmen van actiepotentialen [2](#page=2). ### 1.1 Het proces van synaptische transmissie Een synaps wordt gevormd door het presynaptische neuron (eindknop) en het postsynaptische neuron (meestal een dendriet). Het proces verloopt als volgt [2](#page=2): * Een actiepotentiaal bereikt het presynaptische uiteinde [2](#page=2). * Het membraan depolariseert, waardoor spanningsafhankelijke calciumkanalen openen [2](#page=2). * Calciumionen influxen in het cytosol, wat de intracellulaire calciumconcentratie verhoogt [2](#page=2). * Verhoogd calcium stimuleert de fusie van vesikels, gevuld met neurotransmitters, met het plasmamembraan, wat leidt tot neurotransmittervrijstelling in de synaptische spleet [2](#page=2). * Neurotransmitters diffunderen door de synaptische spleet naar het postsynaptische uiteinde [2](#page=2). * Activatie van receptoren op het postsynaptische membraan leidt tot een exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP) of een inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP) [2](#page=2). * De neurotransmitters worden uit de synaptische spleet verwijderd, wat het signaal beëindigt [2](#page=2). ### 1.2 Grootte van de postsynaptische respons #### 1.2.1 Sommatie Een enkel actiepotentiaal veroorzaakt een membraanpotentiaalverandering van ongeveer 100 mV. Eén EPSP is echter veel kleiner, typisch tussen 0.01 mV en 1 mV, en is daarom onvoldoende om een actiepotentiaal op te wekken. Sommatie is essentieel, waarbij meerdere EPSP's moeten worden gegenereerd om een significant effect te bereiken. IPSP's werken deze depolarisatie tegen. De uiteindelijke potentiaalverandering is de som van alle opgetelde EPSP's en IPSP's [2](#page=2) [5](#page=5). Er bestaan twee hoofdtypen sommatie: * **Spatiële sommatie (ruimtelijke sommatie):** PSP's die tegelijkertijd op verschillende dendrieten worden gegenereerd, worden opgeteld. Als de som van deze PSP's de drempelwaarde bereikt, wordt een actiepotentiaal gegenereerd. Hoe langer de som van PSP's boven de drempelwaarde blijft, hoe meer actiepotentialen er gegenereerd worden [5](#page=5). * **Temporele sommatie:** Meerdere PSP's die na elkaar door dezelfde dendriet worden afgevuurd, worden opgeteld in functie van de tijd. Na een bepaald aantal opeenvolgende PSP's kan de drempelwaarde worden bereikt [5](#page=5). > **Tip:** Zowel spatiële als temporele sommatie werken samen; de effectiviteit van de sommatie hangt af van de timing en locatie van de inkomende signalen. #### 1.2.2 Plasticiteit De grootte van EPSP's en IPSP's kan variëren tussen 0.01 mV en 1 mV, wat duidt op synaptische plasticiteit. Deze variatie hangt af van verschillende factoren [2](#page=2): * **Amplitude en duur van de postsynaptische potentiaal (PSP):** Dit wordt bepaald door: * Het aantal en type neurotransmitters (NT) dat vrijkomt [2](#page=2). * De tijd dat de NT aanwezig is in de synaptische spleet, beïnvloed door heropname (reuptake), afbraak of diffusie [2](#page=2). * Het aantal, type en activiteit van receptoren (zowel post- als presynaptisch) [2](#page=2). * **Afstand van het synaptisch contact tot de axonheuvel:** * Dendrieten zijn (meestal) niet gemyeliniseerd, wat leidt tot lekken van ionen en verzwakking van het signaal (attenuatie) [2](#page=2). * Hoe groter de afstand van de synaps tot de axonheuvel, hoe groter de attenuatie [2](#page=2). * De lengteconstante $\lambda$ beschrijft hoe ver een potentiaalverandering zich kan voortplanten voordat deze significant afneemt. Een grotere lengteconstante betekent minder attenuatie. De lengteconstante wordt berekend met de formule [2](#page=2): $$ \lambda = \sqrt{\frac{a \cdot R_m}{2 \cdot R_i}} $$ waarbij $a$ de straal is, $R_m$ de membraanweerstand en $R_i$ de inwendige weerstand [2](#page=2). ### 1.3 Dendrieten en axonen #### 1.3.1 Dendrieten Dendrieten kunnen passief of actief zijn: * **Actieve dendrieten:** * Komen voor in specifieke celtypen, zoals cerebellaire Purkinjecellen [3](#page=3). * Bevatten spanningsafhankelijke ionenkanalen (bijv. $\text{Na}^+$, $\text{K}^+$, $\text{Ca}^{2+}$) die actiepotentialen kunnen genereren of versterken [3](#page=3). * Ondergaan weinig tot geen attenuatie van signalen [3](#page=3). * **Passieve dendrieten:** * Dit is het meest voorkomende type [3](#page=3). * Bevatten geen spanningsafhankelijke kanalen en geleiden signalen passief [3](#page=3). * De signaalsterkte neemt af met de afstand, afhankelijk van de lengteconstante, wat leidt tot aanzienlijke signaalverzwakking (attenuatie) [3](#page=3). Dendrieten fungeren als een "low-pass filter", wat betekent dat ze snelle veranderingen in membraanpotentiaal, zoals de "back propagation" van actiepotentialen opgewekt in het axoninitieel segment (AIS), tegenhouden. Dit komt door lekstromen, die afhankelijk zijn van de stroomcapaciteit, welke weer gerelateerd is aan de snelheid van signaalverandering ($dV/dt$). Snellere veranderingen worden meer geattenueerd dan langzamere veranderingen [3](#page=3). #### 1.3.2 Axonen Een axon is opgedeeld in verschillende segmenten: axonheuvel (axon hillock), axoninitieel segment (AIS), knopen van Ranvier en de presynaptische terminal. In tegenstelling tot (passieve) dendrieten, kunnen axonen wel $\text{Na}^+$-kanalen tot expressie brengen, met name in het AIS en de knopen van Ranvier. Als een signaal van een dendriet het AIS bereikt en groot genoeg is om de drempelwaarde te overschrijden, wordt een actiepotentiaal gegenereerd. De drempelwaarde in het AIS is lager dan in dendrieten (rond 30 mV tot 10 mV boven het rustmembraanpotentiaal) [4](#page=4). > **Voorbeeld:** De axonheuvel en het axoninitieel segment (AIS) werken als de "trigger zone" van het neuron, waar de sommatie van inkomende signalen bepaalt of een actiepotentiaal wordt gegenereerd. --- # Plasticiteit van synapsen Synaptische plasticiteit verwijst naar de aanpasbaarheid van synapsen, waarbij hun functionele kracht kan veranderen over tijd, wat cruciaal is voor processen zoals geheugen en leren. Deze modulatie van synaptische kracht, gemeten als de amplitude van postsynaptische potentialen (EPSP of IPSP), kan zowel presynaptisch als postsynaptisch plaatsvinden [6](#page=6). ### 2.1 Mechanismen van synaptische plasticiteit #### 2.1.1 Presynaptische modulatie Presynaptische plasticiteit behelst veranderingen in de hoeveelheid vrijgestelde neurotransmitter of de duur dat de neurotransmitter aanwezig is in de synaptische spleet. Dit leidt doorgaans tot kortetermijnplasticiteit [6](#page=6). **Toename in respons:** * **Facilitatie:** Treedt op bij hoge frequentie vuurfrequenties (10-100 ms). De depolarisatie van het presynaptische uiteinde houdt langer aan, wat leidt tot een grotere influx van calcium. Accumulatie van calcium versterkt de exocytose van synaptische blaasjes en de vrijgave van meer neurotransmitter. Dit wordt mede mogelijk gemaakt doordat de Em-gevoelige Ca-kanalen langer openblijven en inhibitie van K-kanalen door fosfatasen de repolarisatie vertraagt [6](#page=6) [7](#page=7). * **Potentiatie:** Duurt enkele minuten en treedt eveneens op bij hoge frequentie vuurfrequenties. Het onderliggende mechanisme is vergelijkbaar met facilitatie, met accumulatie van calcium als gevolg van langdurige depolarisatie en verminderde repolarisatie [6](#page=6) [7](#page=7). **Afname in respons:** * **Depressie of depletie:** Dit treedt op bij hoge frequentie vuurfrequenties en resulteert in uitputting van de neurotransmitter (zowel uit clear als dense-core vesikels) [6](#page=6) [7](#page=7). * **Habituatie:** Dit treedt op bij lage frequentie vuurfrequenties. Het wordt veroorzaakt door verminderde calciuminflux door inhibitie van Em-gevoelige Ca-kanalen, of potentiatie van K-kanalen door kinasen die repolarisatie bevorderen en Ca-kanalen inactiveren. Verminderde expressie van Ca-kanalen kan dit effect ook veroorzaken [6](#page=6) [7](#page=7). #### 2.1.2 Dense-core vesikels en neuropeptiden Sommige neuronen bevatten naast clear vesikels ook dense-core vesikels met neuropeptiden. Bij normale stimulatie fuseren enkel clear vesikels. Bij hoge stimulatie en verhoogd intracellulair calcium fuseren ook dense-core vesikels, waarbij neuropeptiden vrijkomen. Deze neuropeptiden kunnen metabotrope receptoren activeren, wat kan leiden tot postsynaptische veranderingen en lange termijn potentiatie (LTP) [7](#page=7). #### 2.1.3 Postsynaptische effecten Postsynaptische plasticiteit omvat veranderingen in de hoeveelheid, gevoeligheid of activiteit van neurotransmitterreceptoren [6](#page=6). * **Long-term potentiation (LTP):** Bestudeerd op glutamerge synapsen die glutamaatreceptoren AMPA en NMDA gebruiken. Glutamaat activeert eerst de AMPA-receptor (een Na+ en K+ kanaal), wat leidt tot depolarisatie. Bij voldoende depolarisatie wordt het magnesiumblok van de NMDA-receptor (een Na+, K+, en Ca2+ kanaal) opgeheven, wat resulteert in een influx van Na+ en Ca2+. Verhoogde intracellulaire calcium fungeert als een second messenger die calmoduline activeert, wat leidt tot activering van calmoduline-afhankelijke kinasen. Dit beïnvloedt de balans tussen fosforylatie en defosforylatie van postsynaptische proteïnen. LTP berust op een lokale toename van calcium in het postsynaptische uiteinde [8](#page=8). * **Vroege LTP:** Calcium activeert calmoduline, wat leidt tot activering van calmoduline-afhankelijke kinasen die AMPA-kanalen fosforyleren. Dit verhoogt de openingskans van AMPA-kanalen, wat resulteert in een gevoeliger synaps [9](#page=9). * **Late LTP:** Langdurige calmoduline activatie leidt tot activatie van adenylcyclase (AC), en via de MAPK-pathway tot verhoogde expressie van groeifactoren. Deze groeifactoren versterken en vermeerderen dendritic spines, waardoor de LTP langer aanhoudt [9](#page=9). * **Long-term depression (LTD):** Bij synapsen met GABA als neurotransmitter wordt een IPSP gegenereerd via een inwaartse Cl--stroom. Activering van de metabotrope GABA-B receptor kan leiden tot een toename van intracellulair calcium. Deze calciumstijging kan fosforylatie van de ionotrope GABA-A receptor veroorzaken, wat de activiteit verhoogt en het membraanpotentiaal negatiever maakt. Bij LTD berust de plasticiteit op een afname van intracellulair calcium. Late LTD wordt gekenmerkt door verzwakking en vermindering van de synaps [8](#page=8) [9](#page=9). ### 2.2 Factoren die de grootte van de synaptische respons beïnvloeden De grootte van postsynaptische potentialen (EPSP's en IPSP's) kan variëren van 0.01 mV tot 1 mV. Deze variatie is gerelateerd aan plasticiteit en wordt beïnvloed door [2](#page=2): * **Amplitude en duur van het PSP:** Bepaald door het aantal en type neurotransmitters, de tijd dat de neurotransmitter in de synaptische spleet aanwezig is (door reuptake, afbraak of diffusie), en het aantal, type en activiteit van receptoren (post- en presynaptisch) [2](#page=2). * **Afstand van het synaptisch contact tot de axonheuvel:** Dendrieten zijn niet gemyeliniseerd, wat kan leiden tot ionenlek en signaalverzwakking. Hoe groter de afstand van de synaps tot de axonheuvel, hoe groter de attenuatie van het signaal. De lengteconstante $\lambda$ ($\lambda = \sqrt{\frac{a \cdot R_m}{2 \cdot R_i}}$, waarbij $a$ de straal is, $R_m$ de membraanweerstand en $R_i$ de inwendige weerstand) bepaalt de mate van attenuatie; een grotere $\lambda$ betekent kleinere attenuatie [2](#page=2). > **Tip:** Het begrijpen van zowel presynaptische als postsynaptische mechanismen is essentieel om de dynamische aard van synaptische transmissie en de basis van geheugenvorming te doorgronden. > **Voorbeeld:** Langdurige blootstelling aan een bepaalde stimulus kan leiden tot facilitatie, waardoor de reactie op volgende stimuli toeneemt. Dit is een voorbeeld van hoe synapsen hun kracht kunnen aanpassen in reactie op activiteit. --- # Invloed van calcium en ionenkanalen op neuronale activiteit Calciumionen en specifieke ionenkanalen spelen een cruciale rol in het reguleren van neuronale activiteit, wat essentieel is voor excitabiliteit en plasticiteit. ### 3.1 Synaptische transmissie en de rol van calcium Synaptische transmissie is het proces waarbij signalen worden doorgegeven van het ene neuron naar het andere via een synaps. Dit proces begint met de aankomst van een actiepotentiaal in het presynaptische uiteinde, wat leidt tot membraandepolarisatie. Deze depolarisatie opent spanningsafhankelijke calciumkanalen, wat resulteert in een instroom van calciumionen (Ca²⁺) en een verhoging van de cytosolische calciumconcentratie. Verhoogde intracellulaire calciumconcentraties stimuleren de fusie van met neurotransmitters gevulde vesikels met het presynaptische membraan, wat leidt tot de vrijlating van neurotransmitters in de synaptische spleet. De neurotransmitters diffunderen naar het postsynaptische uiteinde, activeren receptoren en veroorzaken either een excitatoire postsynaptische potentiaal (EPSP) of een inhibitoire postsynaptische potentiaal (IPSP) [2](#page=2). ### 3.2 Plasticiteit en responsgrootte De grootte van postsynaptische potentialen (EPSPs en IPSPs) kan variëren, wat wijst op synaptische plasticiteit. Deze variatie wordt beïnvloed door de amplitude en duur van de PSP, die afhankelijk zijn van het aantal en type neurotransmitters, de tijd dat ze in de synaptische spleet aanwezig zijn, en het aantal, type en activiteit van receptoren. De afstand van de synaps tot de axonheuvel is ook van belang; door lekkage van ionen in de ongemyeliniseerde dendrieten, verzwakt het signaal naarmate de afstand toeneemt. De lengteconstante ($\lambda$) beschrijft de mate van signaalverzwakking: een grotere $\lambda$ betekent minder attenuatie. De formule voor de lengteconstante is [2](#page=2): $$ \lambda = \sqrt{\frac{R_m}{R_i}} $$ Hierbij is $a$ de straal, $R_m$ de membraanweerstand en $R_i$ de inwendige weerstand [2](#page=2). ### 3.3 Actieve en passieve dendrieten Dendrieten kunnen actief of passief zijn. Actieve dendrieten, zoals die in cerebellaire Purkinjecellen, bevatten spanningsafhankelijke Na⁺-, K⁺- of Ca²⁺-kanalen die de generatie of versterking van actiepotentialen mogelijk maken en signaalverzwakking minimaliseren. De meeste dendrieten zijn echter passief; ze geleiden signalen zonder de aanwezigheid van dergelijke kanalen, wat leidt tot significante signaalverzwakking, afhankelijk van de lengteconstante. Dendrieten fungeren als 'low-pass filters', wat betekent dat ze de 'back propagation' van actiepotentialen die in het axoninitieel segment (AIS) worden opgewekt, tegenhouden, voornamelijk door lekstromen die afhankelijk zijn van de capaciteit van de stroom en de snelheid van het signaal (dV/dt). Snellere signalen ondergaan meer attenuatie dan tragere signalen [3](#page=3). ### 3.4 Axonen en de drempelwaarde Axonen, in tegenstelling tot passieve dendrieten, kunnen Na⁺-kanalen tot expressie brengen, met name in het AIS en de knopen van Ranvier. Als een signaal van een dendriet het AIS bereikt en de drempelwaarde overschrijdt, wordt een actiepotentiaal gegenereerd. De drempelwaarde voor het genereren van een actiepotentiaal in het AIS is lager dan in de dendrieten, typisch 10 tot 30 millivolt boven het rustmembraanpotentiaal [4](#page=4). ### 3.5 Presynaptische effecten op responsgrootte #### 3.5.1 Presynaptische toename in respons Bij hoge frequentie vuren kan depolarisatie in het presynaptische uiteinde langer aanhouden, wat leidt tot een grotere influx van calcium en accumulatie ervan, aangezien het niet snel genoeg kan worden verwijderd. Dit versterkt de exocytose van synaptische vesikels en verhoogt de neurotransmittervrijlating, een effect dat tijdelijk is. De mechanismen hierachter omvatten langer openstaande spanningsafhankelijke Ca²⁺-kanalen en inhibitie van K⁺-kanalen (door fosfatases), wat de repolarisatie vertraagt en de depolarisatie verlengt. Dense-core vesikels, die neuropeptiden bevatten, kunnen bij hoge stimulatie en significante intracellulaire Ca²⁺-concentraties ook fuseren, leidend tot activatie van metabotrope receptoren en potentieel tot lange termijn potentiatie (LTP) [7](#page=7). #### 3.5.2 Presynaptische afname in respons Een afname in respons kan optreden door depletie van neurotransmitters (uitputting van vesikels). Habituatie kan ontstaan door een verminderde calciuminflux, veroorzaakt door inhibitie van spanningsafhankelijke Ca²⁺-kanalen of potentiatie van K⁺-kanalen (door kinasen), wat repolarisatie bevordert en Ca²⁺-kanalen inactiveert. Verminderde expressie van Ca²⁺-kanalen kan dit effect ook veroorzaken [7](#page=7). ### 3.6 Postsynaptische effecten en long-term potentiation (LTP) Long-term potentiation (LTP) is bestudeerd op glutamerge synapsen die AMPA- en NMDA-receptoren gebruiken. Glutamaat bindt aan de AMPA-receptor (een Na⁺- en K⁺-kanaal) en de NMDA-receptor (een Na⁺-, K⁺- en Ca²⁺-kanaal). De NMDA-receptor wordt aanvankelijk geblokkeerd door magnesiumionen, zelfs na glutamaatbinding. Activering van de AMPA-receptor leidt tot depolarisatie, die de magnesiumblokkade van de NMDA-receptor opheft, waardoor influx van Na⁺ en Ca²⁺ mogelijk wordt. Hierdoor verloopt de EPSP bifasisch: eerst via de snel werkende AMPA-receptor, gevolgd door de langzamer werkende NMDA-receptor [8](#page=8). Sterke stimulatie leidt tot verhoogde Ca²⁺-influx in het postsynaptische neuron, waarbij Ca²⁺ als second messenger fungeert. Het bindt aan calmoduline en activeert calmoduline-afhankelijke kinasen, wat de balans tussen fosforylatie en defosforylatie van postsynaptische eiwitten beïnvloedt. Dit kan ook terugkoppelen naar het presynaptische uiteinde via mechanismen zoals stikstofoxide (NO) synthese en de omliggende astrocyten. LTP berust op een lokale toename van Ca²⁺ in het postsynaptische uiteinde, terwijl long-term depression (LTD) berust op een afname. Andere second messenger cascades, zoals cAMP, spelen ook een rol [8](#page=8). ### 3.7 Calcium-overload Hoewel een toename van calcium gunstig is voor neuronale transmissie, is een overmaat aan calcium schadelijk voor neuronen. Bijvoorbeeld, tijdens een beroerte leidt verminderde bloedtoevoer tot zuurstof- en suikertekort, waardoor de ATP-productie daalt. Dit hindert neurotransmitter heropname, wat resulteert in een overmaat aan neurotransmitters in de synaptische spleet en een daaropvolgende calcium-overload in het postsynaptische uiteinde. Dit kan leiden tot de productie van vrije radicalen en celschade. Een probleem bij reperfusie na ischemie is dat de toevoer van extracellulair calcium ook herstelt, wat verdere celschade kan veroorzaken [10](#page=10). ### 3.8 De M-stroom De M-stroom is een spanningsafhankelijke kaliumstroom die repolarisatie bevordert en het opwekken van meerdere actiepotentialen bemoeilijkt. De activiteit van de M-stroom is afhankelijk van proteïne kinase A (PKA). PKA-activiteit zorgt voor een linksverschuiving van de openprobabiliteitscurve van het kanaal. Muscarine, dat via een Gi-gekoppeld proteïne (GiPCR) de adenylaatcyclase (AC) remt, verlaagt de cAMP-concentratie en daarmee de PKA-activiteit. Dit vermindert de M-stroom, waardoor meer actiepotentialen kunnen worden afgevuurd en het neuron gevoeliger wordt. cAMP en PKA beïnvloeden ook natrium- en calciumkanalen, wat de netto-effecten complex maakt [11](#page=11). Daarnaast is het M-stroom kanaal gevoelig voor lipiden zoals fosfatidylinositol 4,5-bisfosfaat (PIP₂). Wanneer PIP₂ door fosfolipase C (PLC) wordt geknipt, vermindert de openprobabiliteit van de M-stroom kanaal (rechtsverschuiving) [11](#page=11). ### 3.9 Anticonvulsieve medicatie en ionenkanalen Epilepsie wordt gekenmerkt door neuronale overexciteerbaarheid. Medicijnen die de M-stroom activeren, worden gebruikt als anticonvulsant drugs omdat ze de exciteerbaarheid van neuronen verminderen. Andere klassen anticonvulsieve medicijnen omvatten natriumkanaalinhibitoren, GABA-A agonisten, NMDA- en AMPA-antagonisten, calciumkanaalinhibitoren en GABA-heropnametransporterremmers [12](#page=12). > **Tip:** Begrijp de specifieke rol van calcium bij zowel excitatie als plasticiteit, en hoe het reguleren van ionenkanalen (met name K⁺ en Na⁺) de neuronale activiteit kan moduleren. Let goed op de interactie tussen verschillende ionenkanalen en receptortypes, zoals bij LTP. > **Voorbeeld:** De blokkade van de NMDA-receptor door magnesium is een sleutelmechanisme dat de calciuminflux reguleert en zo bijdraagt aan het onderscheid tussen synaptische activatie en langdurige plasticiteitsvorming. De afhankelijkheid van Ca²⁺ als second messenger voor het activeren van kinases is cruciaal voor het induceren van LTP. --- ## 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 | |------|------------| | Synaptische transmissie | Het proces waarbij een signaal wordt overgedragen van het ene neuron naar het andere via een synaps, gebruikmakend van neurotransmitters. | | Actiepotentiaal | Een snelle, tijdelijke verandering in het membraanpotentiaal van een prikkelbare cel, zoals een neuron, die zich voortplant langs het axon. | | Depolarisatie | Een verlaging van de membraanpotentiaal, waardoor het neuron minder negatief wordt en de kans op het genereren van een actiepotentiaal vergroot. | | Influx | De instroom van ionen of moleculen in een cel door het celmembraan. | | Cytosolische calciumconcentratie | De concentratie van calciumionen ($Ca^{2+}$) in het cytoplasma van een cel. | | Vesikels | Kleine, membraangebonden blaasjes in de cel die stoffen bevatten, zoals neurotransmitters, die afgegeven kunnen worden. | | Neurotransmittervrijstelling | Het proces waarbij neurotransmitters uit presynaptische neuronen in de synaptische spleet worden afgegeven. | | Synaptische spleet | De microscopische ruimte tussen het presynaptische en postsynaptische membraan van een synaps. | | Postsynaptisch uiteinde | Het deel van een neuron dat signalen ontvangt van een ander neuron via de synaps. | | Excitatory Postsynaptic Potential (EPSP) | Een depolariserende postsynaptische potentiaal die de kans op het genereren van een actiepotentiaal vergroot. | | Inhibitory Postsynaptic Potential (IPSP) | Een hyperpolariserende postsynaptische potentiaal die de kans op het genereren van een actiepotentiaal verkleint. | | Sommatie | Het optellen van meerdere postsynaptische potentialen (EPSP's en IPSP's) om de algehele verandering in membraanpotentiaal te bepalen. | | Spatiële sommatie | Het optellen van postsynaptische potentialen die afkomstig zijn van verschillende synapsen die gelijktijdig of kort na elkaar op hetzelfde neuron vuren. | | Temporele sommatie | Het optellen van postsynaptische potentialen die afkomstig zijn van dezelfde synaps die snel achter elkaar vuren. | | Plasticiteit | Het vermogen van synapsen om hun sterkte of efficiëntie te veranderen in reactie op activiteit, wat een basis vormt voor leren en geheugen. | | Amplitude | De maximale sterkte of grootte van een signaal, zoals een postsynaptische potentiaal. | | Lengteconstante ($\lambda$) | Een maat voor de mate waarin een elektrisch signaal zich voortplant langs een membraan voordat het significant verzwakt is. De formule is $\lambda = \sqrt{\frac{a \cdot R_m}{2 \cdot R_i}}$, waarbij $a$ de straal, $R_m$ de membraanweerstand en $R_i$ de inwendige weerstand is. | | Attenuatie | De verzwakking van een signaal naarmate het zich voortplant over afstand. | | Dendrieten | Vertakte uitlopers van een neuron die signalen ontvangen van andere neuronen. | | Axonen | Lange uitlopers van een neuron die elektrische signalen (actiepotentialen) weg van het cellichaam geleiden. | | Actieve dendrieten | Dendrieten die de capaciteit hebben om actiepotentialen te genereren of te versterken door de aanwezigheid van spanningsafhankelijke ionenkanalen. | | Passieve dendrieten | Dendrieten die signalen passief geleiden zonder het genereren van actiepotentialen, waarbij signaalverzwakking optreedt. | | Low-pass filter | Een systeem dat lage frequenties gemakkelijker doorlaat dan hoge frequenties. In neuronen verwijst dit naar de neiging van dendrieten om snelle signaalveranderingen (zoals back-propagating action potentials) meer te verzwakken. | | Back propagation | De voortplanting van een actiepotentiaal of golf van activiteit terug van het axon hillock naar de dendrieten. | | Axon hillock | Het gebied aan het begin van het axon waar de axonheuvel zich bevindt, en waar actiepotentialen meestal worden gegenereerd. | | Axon initieel segment (AIS) | Het segment van het axon dat direct na de axonheuvel komt en een hoge dichtheid aan spanningsafhankelijke natriumkanalen heeft, cruciaal voor het initiëren van actiepotentialen. | | Knopen van Ranvier | Reguliere onderbrekingen in de myelineschede rondom axonen, waar de axonmembraan blootligt en een hoge concentratie aan ionenkanalen bevat, wat essentieel is voor saltatoire geleiding. | | Rustmembraanpotentiaal | Het elektrische potentiaalverschil over het celmembraan van een rustende neuron, typisch rond -70 mV. | | Presynaptisch uiteinde | Het uiteinde van het axon van een neuron dat neurotransmitters vrijgeeft om een signaal over te dragen aan een ander neuron. | | Dense-core vesikels | Vesikels die neuro peptiden bevatten, in tegenstelling tot clear vesikels die neurotransmitters bevatten. | | Neuropeptiden | Korte ketens van aminozuren die functioneren als neurotransmitters of neuromodulatoren. | | Metabotrope receptoren | Receptoren die, na activatie, een cascade van intracellulaire signalering teweegbrengen, vaak via G-proteïnen, en langzamere en langdurigere effecten hebben dan ionotrope receptoren. | | Long Term Potentiation (LTP) | Een langdurige versterking van synaptische transmissie die wordt gezien als een belangrijk mechanisme voor geheugen en leren. | | Glutamerge synapsen | Synapsen die glutamaat als neurotransmitter gebruiken. | | AMPA-receptor | Een ionotrope glutamaatreceptor die zich opent na binding van glutamaat en een snelle influx van $Na^+$ en uitwaartse stroom van $K^+$ toestaat, leidend tot depolarisatie. | | NMDA-receptor | Een ionotrope glutamaatreceptor die co-agonist vereist (zoals glutamaat en glycine) en een spanningsafhankelijke magnesiumblokkade heeft; deze receptor laat $Na^+$, $K^+$ en $Ca^{2+}$ door na het opheffen van de blokkade, en speelt een cruciale rol in LTP. | | Second messenger | Een intracellulaire stof die door een receptor wordt geactiveerd en een cascade van cellulaire reacties in gang zet, zoals $Ca^{2+}$. | | Calmoduline | Een calcium-bindend eiwit dat fungeert als een belangrijke intracellulaire sensor voor calciumconcentratieveranderingen en verschillende cellulaire processen reguleert door het activeren van doelenzymen. | | Calmoduline-afhankelijke kinasen | Enzymen die worden geactiveerd door de binding van calcium-calmoduline complexen en fosforyleren van doelproteïnen, wat cellulaire processen beïnvloedt. | | Long Term Depression (LTD) | Een langdurige verzwakking van synaptische transmissie, het tegenovergestelde van LTP. | | GABA | Gamma-aminoboterzuur, een remmende neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel. | | GABA-B receptor | Een metabotrope GABA-receptor die de intracellulaire calciumconcentratie kan verhogen. | | GABA-A receptor | Een ionotrope GABA-receptor die zorgt voor een influx van $Cl^-$ ionen, leidend tot hyperpolarisatie. | | Vroege LTP | De initiële fase van LTP die optreedt door postsynaptische veranderingen, zoals fosforylering van AMPA-receptoren, zonder de noodzaak van nieuwe eiwitsynthese. | | Late LTP | De langdurige fase van LTP die afhankelijk is van genexpressie en eiwitsynthese, wat leidt tot structurele veranderingen in de synaps. | | MAPK-pathway | Mitogen-activated protein kinase pathway, een signaaltransductieroute die betrokken is bij verschillende cellulaire processen, waaronder celgroei, differentiatie en overleving. | | Calcium-overload | Een abnormaal hoge concentratie van calciumionen binnenin een cel, wat toxische effecten kan hebben. | | Vrije radicalen | Moleculen met ongepaarde elektronen die zeer reactief zijn en celschade kunnen veroorzaken. | | Reperfusie | Het herstel van bloedtoevoer naar een orgaan of weefsel dat eerder door ischemie (zuurstoftekort) was getroffen. | | M-stroom | Een spanningsafhankelijke kaliumkanaal dat een uitwaartse stroom van kaliumionen ($K^+$) veroorzaakt, wat bijdraagt aan het reguleren van neuronale excitabiliteit. | | PKA | Proteïne kinase A, een enzym dat een cruciale rol speelt in intracellulaire signaaltransductie, vaak geactiveerd door cAMP. | | Muscarine | Een stof die de Gi-gekoppelde proteïne-gekoppelde receptoren (GiPCRs) activeert, wat leidt tot de inhibitie van adenylyl cyclase (AC). | | Adenylyl cyclase (AC) | Een enzym dat cyclisch AMP (cAMP) produceert uit ATP. | | cAMP | Cyclisch adenosine monofosfaat, een belangrijk secundair boodschapper molecuul betrokken bij veel cellulaire processen. | | PIP2 | Fosfatidylinositol 4,5-bisfosfaat, een fosfolipide in het celmembraan dat betrokken is bij signaaltransductie en de regulatie van ionenkanalen. | | PLC | Fosfolipase C, een enzym dat PIP2 splitst in inositoltrifosfaat ($IP_3$) en diacylglycerol (DAG), beide belangrijke secundaire boodschappers. | | Anticonvulsant drugs | Medicijnen die worden gebruikt om epileptische aanvallen te voorkomen of te verminderen door de neuronale overexciteerbaarheid te verminderen. | | Natriumkanaalinhibitoren | Medicijnen die de functie van natriumkanalen blokkeren, waardoor de voortplanting van actiepotentialen wordt geremd. | | GABA-A agonisten | Stoffen die de activiteit van GABA-A receptoren versterken, wat leidt tot verhoogde remming in het zenuwstelsel. | | NMDA- en AMPA-antagonisten | Medicijnen die de activiteit van NMDA- en AMPA-receptoren blokkeren, waardoor excitatoire synaptische transmissie wordt verminderd. | | Calciumkanaalinhibitoren | Medicijnen die de influx van calciumionen door calciumkanalen blokkeren, wat verschillende cellulaire processen kan beïnvloeden, waaronder neurotransmittervrijstelling. | | GABA-reuptake transporter inhibitoren | Medicijnen die de heropname van GABA uit de synaptische spleet door presynaptische neuronen blokkeren, wat leidt tot verhoogde concentraties van GABA in de spleet en langduriger remmende effecten. |