1.2.3. Samenvatting verplichte stof deel 3

Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.


Fysiologie (Vander’s Human Physiology): Hoofdstuk 6 - section B & C

Membraanpotentiaal

De basisprincipes van elektriciteit zijn als volgt:

 

In de extracellulaire vloeistof bevinden zich vooral natrium- en chloride-ionen. In het intracellulaire compartiment van de cel bevinden zich vooral kaliumionen en negatief geladen eiwitten. Ladingen van hetzelfde type stoten elkaar af: + stoot + af en – stoot – af. Tegenovergestelde ladingen (+ en -) trekken elkaar juist aan en zullen naar elkaar toe bewegen indien zij niet van elkaar gescheiden worden door een barrière.

Elektrisch geladen deeltjes hebben de potentie werk te verrichten met elkaar. Deze potentie wordt elektrisch potentiaal genoemd of, omdat het gaat om een verschil in lading, het potentiaalverschil. Het potentiaalverschil wordt uitgedrukt in volt of vaak ook in millivolt aangezien het om een klein potentiaalverschil gaat.

De beweging die de elektrische deeltjes maken, wordt de stroom genoemd. Het elektrisch potentiaalverschil zorgt voor een stroom van de deeltjes. Afhankelijk van de lading van de deeltjes (gelijke lading of tegenovergestelde lading) beweegt de stroom naar elkaar toe of van elkaar weg. De grootte van de stroom is afhankelijk van het potentiaalverschil en de weerstand (afhankelijk van het milieu waar de deeltjes doorheen bewegen). De weerstand wordt uit gedrukt in Ohm. Het effect van het potentiaalverschil en de weerstand op de stroom is als volgt:

 

I= V
    R

 

Er zijn stoffen die goed geleiden en stoffen die slecht geleiden. Stoffen die slecht geleiden worden isolatoren genoemd (bijv. de lipide laag van het membraan). Stoffen die goed geleiden, worden geleiders genoemd (bijv. water).

 

Membraanpotentiaal in rust:

In rust bestaat er een potentiaalverschil. De binnenzijde van de cel is negatiever geladen ten opzichte van de buitenzijde van de cel. Dit wordt het rustpotentiaal van de cel genoemd.
 

Er is besloten dat de extracellulaire vloeistof een voltagewaarde heeft van 0 en het potentiaal wordt berekend aan de hand van de ionen aan de binnenzijde van de cel. Als dus het verschil over het membraan 70mV is, met een overmaat aan negatieve ionen in de cel, dan bedraagt het potentiaalverschil dus -70mV. Het rustpotentiaal van de cel kan variëren van -5 tot -100 mV, afhankelijk van het celtype.

Het rustpotentiaal wordt bepaald door een kleine hoeveelheid negatief geladen ionen binnen de cel en een grote hoeveelheid positieve ionen buiten de cel. Omdat deze deeltjes elkaar aantrekken groeperen deze zich langs het membraan. Door deze manier van groeperen zijn er veel minder ionen nodig om een potentiaalverschil te creëren, dan er aanwezig zijn in de cellulaire en extracellulaire vloeistof.
 

Ionen die een belangrijke rol spelen in het bepalen van het celpotentiaalverschil zijn natrium, chloride en kalium. De concentraties van natrium en chloride zijn hoger buiten de cel en de concentratie kalium is hoger in de cel. Het verschil in natrium/kalium concentratie wordt gehandhaafd door de natrium-kalium pomp, die natrium uit de cel en kalium in de cel pompt, in de verhouding 3:2. Dat wil zeggen dat er 3 natriumatomen voor 2 kaliumatomen worden uitgewisseld.
 

De hoogte van het rustpotententiaal is van twee dingen afhankelijk:

  1. Verschillen in ionconcentratie tussen intracellulaire en extracellulaire vloeistof

  2. Permeabiliteit voor de verschillende ionen, die wordt bepaald door het aantal open ion-kanalen voor de verschillende ionen.

 

Als de ion-kanalen gesloten zijn, is de hoeveelheid positieve ionen aan beide kanten van het membraan hetzelfde. Als de ion-kanalen voor kalium opengaan, stroomt bijvoorbeeld kalium van intracellulair naar extracellulair (op basis van de concentratiegradiënt). Natrium kan niet door het membraan heen, waardoor een negatieve lading ontstaat in het interieur van de cel en een potentiaal is ontstaan. Het interieur van de cel trekt door het relatieve overschot aan negatieve ionen de natriumionen sterk aan. Zo lang de kalium uitvloed groter blijft dan de natriuminflux zal de hoogte van het potentiaalverschil toenemen. Op een gegeven moment zal het potentiaal zo negatief zijn dat de natriuminflux gelijk is aan de kalium uitvloed. Dit wordt het equilibrium potentiaal genoemd. Dit is per ion verschillend, in dit geval dus voor natrium.
 

Het equilibriumpotentiaal voor een ion kan verschillend zijn in grootte en richting ten opzichte van een ander ion. Dit hangt af van de concentratiegradiënten van de ionen tussen het intra- en extracellulaire compartiment. Het equilibriumpotentiaal van een ion is afhankelijk van de concentratiegradiënt. Indien de concentratiegradiënt bekend is, kan het equilibrium potentiaal berekend worden, aan de hand van de wet van Nernst:

 

Eion = 61 log Co
            Z        Ci

 

Eion = equilibriumpotentiaal voor een bepaald ion in mV

Ci = intracellulaire concentratie

Co = extracellulaire concentratie

Z = valentie (aantal bindingen dat een ion aan kan gaan) van het ion

61 = constante waarde voor universele gassen waarbij 37 graden Celsius en de elektrische constante van Faraday in ogenschouw wordt genomen.

 

Voor natrium:

Eion = 61 log 145 = +60mV 
           +1        15

 

Voor kalium:

Eion = 61 log 5 = -90mV
          +1      150

 

Wanneer het membraan doorlaatbaar is voor verschillende typen ionen, dan moet hier rekening mee gehouden worden bij het berekenen van het membraanpotentiaal. Als de concentratie gradiënt en de relatieve membraan permeabiliteit bekend zijn voor natrium, kalium en chloride kan het membraan potentiaal berekend worden aan de hand van de Goldman- Hodgkin-Kats (GHK equation) formule:

 

Vm = 61 log Pk[Ko] + PNa[Nao] + Pcl[Cli] 
                    Pk[Ki] + PNa[Nai] + Pcl[Clo]

 

Merk op dat de chloride concentraties andersom staan dan de natrium en kalium concentraties. Dit is omdat chloride een anion is (negatief geladen ion), dus deze heeft het tegenovergestelde effect op het membraanpotentiaal. Wanneer de formule ingevuld wordt, wordt het volgende membraanpotentiaal gevonden:

 

Vm = 61 log (1)(5) + (0.04)(145) + (0.45)(7) = -70mV
                  (1)(150) + (0.04)(15)+ (0.45)(100)

 

Vooral kalium heeft grote invloed op een potentiaal verschil.

‘Leak-potassium’ kanalen, oftewel open kaliumkanalen, zorgen voor een stroom van kalium uit de cel, waardoor de cel ten opzichte van buiten de cel negatief geladen wordt. De membraanpermeabiliteit van kalium is namelijk veel groter dan voor andere ionen. Het rustpotentiaal ligt dus dichter bij het equilibriumpotentiaal van kalium dan van natrium. Toch is het rustpotentiaal van de cel niet gelijk aan het equilibriumpotentiaal van kalium, omdat er wel enkele natriumkanalen open staan.

 

De concentratie kalium- en natriumionen in de cel verandert niet onder normale omstandigheden. De Na/K-ATPase pomp zorgt er namelijk voor dat Na en K concentraties gelijk blijven, door de ionen tegen hun elektrische gradiënt in te pompen. Dit kost energie in de vorm van ATP. De natrium/kalium-ATPase pomp draagt ook direct bij aan het membraanpotentiaal. De pomp pompt voor iedere 2 kaliumionen, die de cel ingaan, 3 natrium ionen de cel uit. Wanneer de pomp een direct effect heeft op het potentiaal van de cel, wordt deze een elektrogene pomp genoemd. Het elektrogene effect van de pomp is vaak klein.

 

Samengevat worden dus de volgende stappen ondernomen om het rustpotentiaal te onderhouden:

  • Na/K-ATPase pomp pompt 2 kaliumionen naar binnen en 3 natriumionen naar buiten, waardoor er een potentiaalverschil over de celmembraan ontstaat. Er staan meer kaliumkanalen open dan natrium kanalen, waardoor er een grotere kaliumuitvloed is dan natriuminvloed (dit gebeurt op basis van de concentratiegradiënt). Hierdoor ontstaat er een membraanpotentiaal dat het equilibriumpotentiaal van kalium benadert. Ondanks dat er ‘lekke’ natrium- en kaliumkanalen zijn, waardoor er op basis van de concentratiegradiënt continu influx en uitvloed is, wordt de membraanpotentiaal in stand gehouden door de Na/K-ATPase pomp.

 

Chloride heeft geen pomp. Chloride diffundeert uit de cel op basis van de membraanpotentiaal. Er heerst namelijk een positiever geladen milieu in de extracellulaire ruimte, waardoor de concentratie chloride daar toeneemt. Dit gebeurt totdat op basis van de concentratiegradiënt chloride geneigd is om weer naar de intracellulaire ruimte te bewegen. Dit evenwicht van de elektrische-, maar ook de concentratiegradiënt bepaalt het evenwicht van chloride over de celmembraan.

 

Organische moleculen (fosfaten en proteïnen) zorgen voor het grootste deel van de negatieve lading, maar kunnen niet door het membraan heen.

 

Gegradeerde potentiaal en actiepotentiaal

Veranderingen in het membraanpotentiaal weg van het rustpotentiaal zorgen voor een elektrisch signaal. Dit is de belangrijkste manier van de zenuwcellen om informatie over te brengen. Deze signalen ontstaan in twee vormen:

  • Gegradeerde potentiaal: belangrijk voor het uitzenden van signalen op korte afstand

  • Actiepotentiaal: belangrijke voor het uitzenden van signalen op lange afstand

 

De veranderingen van het rustpotentiaal worden met verschillende begrippen omschreven:

  • Polarisatie = Dit is het rustpotentiaal, oftewel -70mV. Ten opzichte van de buitenkant van de cel is de binnenkant iets negatiever geladen.

  • Depolarisatie = als de membraanpotentiaal minder negatief wordt dan het rustpotentiaal van -70mV.

  • ‘Overshoot’ = Dit is wanneer de ladingen omgekeerd worden. De intracellulaire ruimte van de cel wordt positief en de extracellulaire ruimte negatief. Hierbij is er dus een extreme depolarisatie.

  • Repolarisatie = Van depolarisatie gaat de cel terug naar het rustpotentiaal.

  • Hyperpolarisatie = de membraanpotentiaal wordt negatiever dan het rustpotentiaal, dus onder de -70mV.

Het verschil in membraanpotentiaal wordt bewerkstelligd door een verschil in membraan permeabiliteit. Door signalen van buitenaf wordt de membraan permeabiliteit aangepast, waardoor het membraanpotentiaal verandert.

 

Gegradeerde potentiaal

Het gegradeerde potentiaal is een verandering in het membraanpotentiaal over een relatief klein deel van het membraan. Het wordt gebruikt om een gespecialiseerd deel in werking te zetten: denk hierbij aan een receptor potentiaal, een synaptisch potentiaal en pacemakerpotentiaal.

Deze potentiaalverschillen kunnen variëren qua grootte. Een gegradeerd potentiaal kan zorgen voor een depolarisatie of een hyperpolarisatie. Wanneer het membraan potentiaal verandert over een deel van het membraan zal de gradiënt over het aangrenzende potentiaal ook veranderen, doordat het overschot aan positieve ionen in de cel zich verspreid naar aangrenzende delen van het celmembraan. Dit effect wordt ook wel ‘decrementaal’ genoemd, omdat de flow van lading wordt verlaagd als de afstand van de originele plek van het gegradeerde potentiaal wordt vergroot. Omdat de sterkte van het signaal afneemt met een toename van de afstand, kunnen op deze manier alleen signalen worden verzonden over een korte afstand.

Summatie ontstaat als nieuwe stimuli worden gegeven voordat de andere gedoofd zijn. Het potentiaalverschil wordt hierdoor groter, en de gegradeerde potentiaal zal zich verder kunnen verplaatsen.

 

Actiepotentiaal

Een actiepotentiaal is een grote verandering in het membraanpotentiaal (van -70mV naar bijvoorbeeld + 30 mV). Vaak duurt een actiepotentiaal zeer kort (1-4 milliseconden), en wordt de actiepotentiaal herhaald met een frequentie van 100 per seconde. De membranen van cellen die in staat zijn tot het genereren van een actiepotentiaal worden ‘excitabele’ membranen genoemd (vooral zenuw- en spiercellen). Hun mogelijkheid om een actiepotentiaal te creëren heet excitabiliteit.

In tegenstelling tot gegradeerde potentialen kunnen actiepotentialen alleen voorkomen in bepaalde cellen, terwijl in alle membranen gegradeerde potentialen voor kunnen komen.

Voltage-gereguleerde ion kanalen

Deze bestaan uit verschillende soorten:

  • Ligand gereguleerd: deze kanalen in de celmembraan openen in respons op binding van een signaalmolecuul

  • Mechanisch gereguleerd: deze kanalen in de celmembraan openen in respons op fysieke deformatie (rek) van het plasmamembraan

  • Voltage gereguleerd: de hiervoor beschreven ionkanalen kunnen leiden tot activatie van voltage-gereguleerde kanalen. Een verandering in de membraanpotentiaal (door hiervoor besproken acties) kan namelijk leiden tot het openen van voltage-gereguleerde kanalen, waarna de membraanpotentiaal nog sterker verandert, of juist terug wordt gebracht naar de oorspronkelijke rustpotentiaal.

 

Verschillen tussen Na- en K-voltage gereguleerde kanalen:

  • Natrium ion-kanalen openen sneller dan kalium ion-kanalen. De natrium ion-kanalen sluiten eerder dan de kalium ion-kanalen.

  • Natriumkanalen hebben een extra kenmerk. Ze hebben een inactivatie poort. Deze kan worden gevisualiseerd als een balletje. Deze inactivatie poort limiteert de influx van natriumionen door het kanaal te blokkeren na depolarisatie. Het ‘balletje’ blokkeert als het ware de influx van natriumionen. Als het membraan repolariseert, gaat het inactivatie-‘balletje’ uit het kanaal. Het ion-kanaal sluit weer bij de rustpotentiaal.

 

Actiepotentiaal Mechanisme

Een actiepotentiaal ontstaat in verschillende stappen:

  1. Eerst is er een rustpotentiaal van het membraan, dat dichter bij het equilibrium potentiaal van kalium ligt, omdat er meer kalium- dan natriumkanalen open staan. De rustpotentiaal is normaal -70mV, waarbij intracellulair een negatiever milieu is dan extracellulair.

  2. Een actiepotentiaal begint met een depolarisatie stimulus, bijvoorbeeld als een neurotransmitter aan een ionkanaal bindt. Meer natriumkanalen van de cel gaan open, zodat natrium naar binnen kan stromen op basis van zowel de elektrische gradiënt (het milieu is intracellulair negatiever en natrium is een positief ion) als de chemische gradiënt (de concentratie natrium is intracellulair lager dan extracellulair).

  3. Wanneer een bepaalde drempelpotentiaal wordt bereikt (ongeveer bij -55mV), zal er een positieve feedback loop ontstaan. De natriuminflux zorgt dat er meer natriumkanalen open gaan staan, waardoor meer natrium de cel in stroomt, en er weer meer natriumkanalen open gaan staan.

  4. Dit leidt tot een stijging van het membraanpotentiaal. Het membraan wordt binnen positief en buiten negatief en haalt bijna +60mV (= natrium equilibrium potentiaal). In de praktijk is +30mV echter de piekwaarde van de membraanpotentiaal.

  5. Vervolgens gaat de natriumpermeabiliteit enorm achteruit doordat ‘inactivatie poorten’ (visueel weergegeven als een balletje) de kanalen blokkeren.

  6. Ondertussen worden de ‘langzame’ kaliumkanalen geopend waardoor er veel kalium de cel uit gaat (zowel op basis van de elektrische als de chemische gradiënt) en de rustpotentiaal weer bereikt wordt.

  7. De natrium- en kalium kanalen sluiten weer, maar omdat de kalium kanalen langzamer sluiten ontstaat er een korte periode van hyperpolarisatie. Deze wordt de late hyperpolarisatie genoemd. Deze fase wordt ook wel de refractoire periode genoemd, omdat er in deze fase geen nieuwe actiepotentiaal kan ontstaan. In principe zorgt de Na/K-ATPase pomp dat de rustpotentiaal weer wordt bereikt.

  8. Wanneer de kaliumkanalen gesloten zijn, is het rustpotentiaal weer bereikt.

 

Een actiepotentiaal wordt alleen gegenereerd indien de stimulus een bepaalde drempelpotentiaal haalt. Het drempel potentiaal ligt meestal rond de -55mV. De stimuli die sterk genoeg zijn om een membraan te depolariseren worden drempelstimuli genoemd. Subdrempel stimuli zorgen voor subdrempel potentialen, oftewel gegradeerde potentialen. Wanneer de stimulus wordt weggehaald, gaat het membraan terug naar het rustpotentiaal onder invloed van de Na/K-ATPase pomp.

Actiepotentialen werken volgens het ‘alles-of-niets-principe’ en zijn na stimulatie niet meer afhankelijk van de sterkte van de initiatiestimulus, waardoor ze ontstaan zijn. De sterkte van de stimulus is niet afhankelijk van de sterkte van het actiepotentiaal, maar van het aantal cellen dat geëxciteerd worden, en de frequentie waarmee de actiepotentialen afgegeven worden.

Een actiepotentiaal wordt voorkomen door lokale anesthetica als procaine (novocaine®) en lidocaine (xylocaine®) omdat deze medicijnen de voltage-gerelateerde natriumkanalen blokkeren, waardoor de feedback loop niet ontstaat en er geen actiepotentiaal gegenereerd kan worden. Sommige dieren kunnen een stofje produceren dat hetzelfde effect heeft, tetrodotoxines.

 

Refractaire periodes

Tijdens een actiepotentiaal zorgt een tweede stimulus hoe groot ook niet voor een tweede actiepotentiaal. De regio van het membraan is dan in een absolute refractaire periode.

De inactivatie poort die dit kanaal geblokkeerd heeft, moet weer verwijderd worden door het membraan dat repolariseert voordat een tweede stimulus ervoor kan zorgen dat het kanaal weer open gaat.

De relatieve refractaire periode is een interval waarin een tweede actiepotentiaal gevormd kan worden. Er is in deze periode wel een sterkere stimulus nodig om voor een actiepotentiaal te zorgen. Dit komt ongeveer gelijk voor met de late hyperpolarisatie fase en duur zo’n 1-15 ms. De refractaire fase zorgt ervoor dat er een beperkte hoeveelheid actiepotentialen gegenereerd kan worden en zorgt voor de richting van de actiepotentialen. Met andere woorden, de propagatie van een actiepotentiaal geschiedt dan in één richting en niet in allebei de richtingen.

 

Actiepotentiaal propagatie

Het stukje membraan dat gedepolariseerd is, depolariseert het stuk membraan ernaast heel snel. Daardoor wordt de actiepotentiaal over een zenuw doorgegeven. Dit wordt actiepotentiaal propagatie genoemd.

De snelheid waarmee een actiepotentiaal langs een membraan gaat, hangt af van de diameter van de vezel, en of de vezel gemyeliniseerd is of niet. Hoe groter de diameter hoe sneller de actiepotentiaal zich kan verplaatsen. Dit komt omdat er dan minder weerstand is. Bij gemyeliniseerde vezels kunnen er minder ionen weglekken waardoor de het signaal ook sneller gaat. De actiepotentiaal verplaatst zich in gemyeliniseerde vezels saltatoir (= met sprongen). De depolarisatietoestand van het membraan wordt namelijk alleen opgewekt in de insnoeringen van Ranvier. Dit is een onderbreking van de myelineschede, waar de concentratie van voltage-gereguleerde natriumkanalen hoog is. Saltatoire conductie verhoogt ook de snelheid waarmee de actiepotentiaal zich kan verplaatsen. De geleidingssnelheid verschilt van 0.5 m/s (kleine diameter, ongemyeliniseerd) tot 100 m/s (grote diameter, gemyeliniseerd).

Multiple sclerose is een ziekte waarbij de myelineschedes verloren gaan, en hierbij kan de saltatoire geleiding dus niet meer goed plaatsvinden.

 

Generatie van actiepotentialen

In afferente neuronen wordt de initiële depolarisatie tot de drempelwaarde bereikt door een gegradeerde potentiaal (dit wordt het receptor potentiaal genoemd).

In alle andere neuronen wordt de depolarisatie tot de drempelwaarde bereikt door een gegradeerd potentiaal gegenereerd door een synaptische input van een neuron (dit wordt een synaptisch potentiaal genoemd), of door een spontane verandering in het membraan van het neuron (dit wordt pacemaker potentiaal genoemd). Een pacemaker potentiaal gebeurt bijvoorbeeld in het hart, waarbij er regulaire actiepotentialen worden afgegeven die leiden tot contracties van het hart.

 

Sectie C

Synapsen zijn gespecialiseerde plaatsen tussen twee neuronen, waar het elektrische signaal in de presynaptische membraan het elektrische signaal in de postsynaptische membraan beïnvloedt. De activiteit van de synapsen kan toenemen en afnemen door een korte, gegradeerde potentiaalverandering in de postsynaptische membraan, waardoor de kans op een actiepotentiaal in de postsynaps groter of kleiner wordt. Wanneer het membraanpotentiaal van de postsynaps dichterbij de drempelwaarde zit, wordt dit een excitatoire synaps genoemd. Het heet een inhibitatoire synaps wanneer het membraanpotentiaal van een postsynaptisch neuron verder weg van de drempelwaarde wordt gebracht.

Convergentie: duizenden synapsen van veel verschillende presynaptische cellen kunnen 1 postsynaptische cel beïnvloeden.

Divergentie: een presynaptische cel kan heel veel postsynaptische cellen beïnvloeden.

 

Functionele anatomie van synapsen

Er zijn twee typen synapsen, namelijk elektrische en chemische. Hieronder worden de twee soorten besproken.

 

In elektrische synapsen:

  • Hebben de plasmamembranen van het pre- en postsynaptische membraan gap-junctions waardoor de postsynaptische membraan geactiveerd kan worden door een actiepotentiaal van de presynaptische membraan. Het komt neer op een voortgeleiding van de actiepotentiaal zoals dit ook gebeurt over een axon.

  • Deze manier van communicatie is ontzettend snel.

  • Dit wordt gevonden in glad spierweefsel en in hartspierweefsel

 

Chemische synapsen:

  • Het axon van een presynaptische neuron heeft synaptische blaasjes die bepaalde stoffen, genaamd neurotransmitters, bevatten. Het post-synaptische membraan heeft intrinsieke en extrinsieke membraaneiwitten die samen de ‘postsynaptische density’ vormen. Dit gedeelte van de postsynaptische membraan is gevoelig voor stimulatie/inhibitie door de neurotransmitters.

  • De extracellulaire ruimte (synaptische spleet) scheidt het pre- en postsynaptische membraan (vaak is dit 10 tot 20nm).

  • Signalen worden overgebracht door de synaptische spleet door neurotransmitters.

  • Soms worden er verschillende neurotransmitters vrijgelaten. Dit worden cotransmitters genoemd.

 

Mechanismes van neurotransmittervrijlating
Op deze manier wordt de cascade van neurotransmitter ‘release’ in gang gezet:

  • Het actiepotentiaal bereikt het einde van het axon (de presynaptische membraan).

  • Voltage-gereguleerde Ca2+ kanalen gaan open.

  • Calcium gaat het axoneinde binnen.

  • Neurotransmitters worden uitgestoten via exocytose van blaasjes waarin de neurotransmitters liggen opgeslagen.

  • Neurotransmitters binden aan de receptoren op de postsynaptische membraan.

  • Neurotransmitters worden weggehaald uit de synaptische spleet door bepaalde enzymen, waardoor continue stimulatie van de postsynaptische membraan wordt voorkomen.

 

De actieve zones zijn de plaatsen waar veel blaasjes met neurotransmitters liggen.

Deze blaasjes liggen losjes vast door interactie van een groep eiwitten, namelijk SNAREs (soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein attachment protein receptors).

Als calciuminflux plaatsvindt tijdens depolarisatie van de presynaptische membraan bindt dit aan de zogeheten synaptotagmines, wat zorgt voor een configuratieverandering van de SNAREs, waardoor de neurotransmitters worden uitgestoten via exocytose.

 

Activatie van de postsynaptische cellen

Receptoren op de postsynaptische membraan zijn:

  • Ionotrope receptoren: receptoren zijn ionkanalen

  • Metabotrope receptoren: receptoren hebben indirect invloed op verschillende ionkanalen door een G-eiwit of second messenger, bijvoorbeeld cAMP.

 

In de synapsspleet vindt een vertraging van het signaal plaats van 0.2 milliseconden.

Ongebonden neurotransmitters worden uit de synapsspleet getransporteerd naar:

  1. Het presynaptisch membraan (reuptake) of naar gliacellen

  2. Diffunderen weg van de receptor

  3. Zijn enzymatisch getransformeerd naar inactieve substanties die worden getransporteerd naar het axoneinde om hergebruikt te worden

 

Excitatoire chemische synapsen

Bij een excitatoire synaps zorgt een neurotransmitter voor een gegradeerde potentiaalverandering in de postsynaptische membraan richting de drempelwaarde. Dit gebeurt doordat natrium de cel instroomt. Deze potentiaalverandering wordt ook wel een Excitatory Postsynaptic Potential (EPSP) genoemd. Je kunt je voorstellen dat als er voldoende neurotransmitter bindt aan de postsynaptische membraan, dit leidt tot een depolarisatie die de drempelwaarde bereikt en ontaardt in een actiepotentiaal.

 

Inhibitoire chemische synapsen

De potentiaalverandering in een inhiberende chemische (op basis van neurotransmitters) synaps zorgt voor hetzelfde effect als bij een hyperpolarisatie. Als er neurotransmitter bindt aan de postsynaptische membraan zorgt dit voor een verandering van de membraanpotentiaal onder de -70mV. Dit wordt ook wel een Inhibitory Postsynaptic Potential (IPSP) genoemd.

Geactiveerde receptoren op het postsynaptische membraan openen namelijk chloride- en kaliumkanalen. Het chlorideequilibrium is negatiever dan de rustpotentiaal.

Ook kan een verhoogde kaliumpermeabiliteit zorgen voor een Inhibitory Postsynaptic Potential (IPSP).

 

Synaptische integratie

Het membraanpotentiaal van een postsynaptisch neuron op elk moment, is het resultaat van alle synaptische activiteit op dat moment.

Temporale summatie: membraanpotentiaal dat geproduceerd wordt als er twee of meer inputs voorkomen kort na elkaar. Deze inputs worden dan opgeteld. Het gecreëerde potentiaalverschil is groter dan die veroorzaakt door maar één input.

Spatiale (ruimtelijke) summatie: twee inputs op verschillende locaties op dezelfde cel. Dit kan een grotere potentiaalverandering veroorzaken dan slechts één input op één locatie.

 

Verschillende postsynaptische neuronen hebben verschillende drempelwaarden.

Het begin van het neuron heeft een veel lagere drempelwaarde dan het cellichaam of dendrieten omdat er aan het begin van de neuron veel meer voltage-gated natriumkanalen zijn. Een summatie van EPSPs kan al zorgen voor een actiepotentiaal.

 

Synaptische kracht

Als er een frequenter signaal komt in het axoneinde, wordt er steeds meer calcium naar het presynaptisch membraan gepompt. Deze calciumhoeveelheid wordt steeds groter. Er worden dus meer neurotransmitters vrijgelaten en een grotere EPSP of IPSP ontstaat in het postsynaptische membraan.
Een synaps kan ook extra geactiveerd worden door een axo-axonische synaps. Dit is een axonuiteinde die eindigt op een ander axon.

De axon die het andere axon activeert, kan het effect van het oorspronkelijke axon verlagen (presynaptische inhibitie) of verhogen (presynaptische facilitatie).

Sommige receptoren op het presynaptische axoneinde zijn niet geassocieerd met axo-axonische synapsen. Deze worden geactiveerd door neurotransmitters of andere chemische messengers die vrijgelaten worden door neuronen in de nabijheid of door glia-einden of door het axoneinde zelf. Als een presynaptisch axoneinde door zichzelf geactiveerd wordt, wordt dit een autoreceptor genoemd.

Een receptor op het postsynaptische membraan kan de transductie van een actiepotentiaal belemmeren als het steeds een tijdje niet kan responderen op een neurotransmitter. Dit wordt receptor desensitisatie genoemd.

 

Modificatie van synaptische transmissie door medicatie en ziekte

Medicijnen hebben invloed op neurotransmitter synthese, -opslag en -vrijlating en op de receptoractivatie.

Lange termijn mechanismen van medicijnen zijn moeilijk te voorspellen omdat de neuronen zich snel aanpassen aan dit gebrek/overschot.

Agonisten zijn medicijnen die aan een receptor binden en een gelijke respons ontlokken als bij een normale activatie.

Antagonisten zijn medicijnen die de receptoren bezetten, waardoor ze voorkomen dat normale neurotransmitters aan deze receptoren kunnen binden.

Tetanus toxine is een protease die de SNARE-eiwitten vernietigt, zodat de blaasjes met daarin neurotransmitters niet meer met de membranen kunnen fuseren.

Omdat tetanus vooral inhibitoire neuronen aantast, wordt tetanus gekarakteriseerd door excessieve spiercontractie.

Botulisme is een gif dat ook een binding aangaat met de SNARE-eiwitten. Botulisme beïnvloedt juist excitatoire neuronen waardoor botulisme leidt tot verlamming.

 

Neurotransmitters en neuromodulatoren

Modulatie van complexe responsen gebeurt door chemische boodschappers. Deze chemische boodschappers worden neuromodulatoren genoemd.

Neuromodulatoren kunnen de postsynaptische en presynaptische celrespons veranderen. De grens tussen een neuromodulator en neurotransmitter is onduidelijk. Daarom wordt vaak alleen de neurotransmitter genoemd.

 

Acetylcholine (ACh)

Neuronen die acetylcholine vrijlaten worden cholinerge neuronen genoemd.

Acetylcholine wordt gevormd uit choline en acetyl-coenzym A in het cytoplasma van de synaptische uiteinden.

Als acetylcholine wordt vrijgelaten en receptoren heeft geactiveerd, wordt de hoeveelheid acetylcholine verlaagd door acetylcholinesterase, waardoor de receptoren op de postsynaptische membraan minder tot niet meer geactiveerd worden. Dit enzym zit op de pre- en postsynaptische membranen en breekt acetylcholine weer af tot de inactieve vorm. Acetylcholine wordt gerecycled door het presynaptische neuron, doordat deze weer opnieuw wordt opgenomen. De hoeveelheid acetylcholine kan afnemen doordat het wegstroomt van de synaps en in het bloed wordt afgebroken.

 

Sarine remt acetylcholinesterase waardoor zich een enorme hoeveelheid ACh in de synapsspleet ophoopt. Eerst zorgt dit voor ongecontroleerde spiercontracties, maar vervolgens voor ongevoeligheid van de receptoren van het postsynaptische membraan voor ACh door downregulatie van de receptoren.

Er bestaan twee typen (acetyl)cholinerge receptoren:

  • Nicotine receptoren

  • Muscarine receptoren

 

Sommige ACh receptoren reageren ook op nicotine en worden daarom ook nicotine receptoren genoemd. Dit zijn ligand-gereguleerde ionkanalen, die doorlaatbaar zijn voor natrium en kalium. Deze receptoren komen voor op de neuromusculaire overgang (ook wel de ‘eindplaat’ genoemd). Een ander voorbeeld is de functie van deze cholinerge receptoren in aandacht, leren en geheugen.

 

Bij mensen met Alzheimer degenereren de neuronen die geassocieerd zijn met de productie van ACh. ACh concentraties zijn verlaagd en postsynaptische neuronen verdwijnen. Alzheimer komt voor bij 10-15% van de mensen ouder dan 65 en bij 50% van de mensen boven de 85. Klachten zijn afasie, perceptieverlies, verwarring en geheugenverlies.

Acetylcholine receptoren die ook door muscarine worden gestimuleerd, worden ook wel muscarine receptoren genoemd. Deze receptoren zijn G-gekoppelde eiwitten, waardoor bepaalde enzymen worden geactiveerd of ion-kanalen worden geopend. Deze komen veel voor in de hersenen en bij klieren en organen, zoals het hart.

Atropine is een antagonist van muscarine receptoren.

 

Biogene aminen

Biogene aminen zijn kleine, geladen moleculen die gevormd worden door aminozuren en een aminogroep bevatten. Dopamine, noradrenaline, serotonine en histamine zijn het meest bekend.

 

Catecholaminen:

Dopamine, noradrenaline en adrenaline bevatten een catecholring en een aminogroep. Hierdoor zijn dit catecholaminen. Ze worden gevormd uit het aminozuur tyrosine en worden omgezet naar L-dopa door tyrosine-hydroxylase.

Catecholaminen worden vanuit de synapsspleet terug gebracht naar het axon-uiteinde en worden in de extracellulaire vloeistof en axon uiteinden afgebroken door het enzym monoamine oxidase (MAO).

De cellichamen van catecholamine-vrijlatende neuronen liggen in de hersenstam, de pons en de hypothalamus.

 

Er wordt onderscheid gemaakt tussen alfa-adrenerge receptoren en beta-adrenerge receptoren.

Alfa-adrenerge receptoren:

  • bestaan uit twee subklassen, alfa 1 en alfa 2

Stimulatie van alfa 2: remt noradrenaline vrijlating

Stimulatie van alfa 1: stimuleert de vrijlating juist

 

Beta adrenoceptoren werken via G-eiwitten en verhogen cAMP in het postsynaptische membraan

  • Er zijn 3 subklassen: bèta 1, bèta 2 en bèta 3

 

Serotonine

Serotonine wordt geproduceerd uit tryptofaan. Serotonine-releasing neuronen innerveren elke structuur in het brein en ruggenmerg. Ze maken gebruik van tenminste 16 verschillende receptoren. Serotonine heeft een verhoogd effect op spiercontrole en een remmend effect op gevoelsneuronen.

Serotonine reguleert voedselinname, reproductief gedrag en emoties als goede zin en angst. Serotonine heropnameblokkers (SSRI’s) als paroxetine (paxil) worden gebruikt bij de behandeling van depressies.

LSD (lysergic acid diethalamide) blokkeert de serotonine receptoren in de hersenen. Dit veroorzaakt hallucinaties.

 

Aminozuur neurotransmitters

Er zijn veel excitatoire aminozuren. Aspartaat is een bekende, maar de meest bekende neurotransmitter in het centraal zenuwstelsel is het aminozuur glutamaat.

Glutamaat receptoren zijn vooral inotroop en hebben in het post-synaptische membraan twee subtypen:

  • AMPA receptoren

  • NMDA receptoren

Als AMPA receptoren en NMDA receptoren samenwerken, wordt dit fenomeen ‘long-term potentiation’ (LTP) genoemd. LTP wordt gebruikt bij het vastleggen van herinneringen.

 

Als glutamaat vrijgelaten wordt, bindt het zowel aan AMPA- als NMDA-receptoren op het postsynaptische membraan. AMPA-receptoren zorgen ervoor dat natrium de cel in gaat en dat de cel depolariseert. NMDA receptoren zorgen voor calcium influx, maar dit kanaal kan alleen open gaan als er genoeg natrium door de AMPA receptoren is gekomen om de cel te depolariseren.

Calcium activeert een second messenger cascade waardoor de gevoeligheid voor glutamaat wordt verhoogd. Elk volgende actiepotentiaal verhoogt de depolarisatie waardoor de activiteit vergemakkelijkt wordt.

 

NMDA kan ook zorgen voor excitotoxicititeit. Dit is een fenomeen waarbij schade of sterfte van sommige hersencellen zich snel verspreidt over andere regio’s.

Als een cel dood gaat en een overmaat aan glutamaat zich verspreidt, worden AMPA en NMDA receptoren gestimuleerd. Dit zorgt voor een toxische hoeveelheid calcium in de cel, door de overmaat aan NMDA, waardoor de cel dood gaat en wederom glutamaat vrij komt. Op deze manier kan er in korte tijd veel schade ontstaan. Enkele onderzoeken suggereren dat NMDA receptor antagonisten de schade kunnen beperken.

GABA

GABA of gamma-amino-boterzuur is een remmende neurotransmitter in de hersenen. GABA wordt gevormd uit glutamaat. Als GABA bindt aan ionotrope receptoren wordt de chloride influx naar de cel verhoogd. Dit veroorzaakt een hyperpolarisatie. Naast GABA kunnen deze receptoren ook steroïden, barbituraten, ethanol en benzodiazepines binden. Benzodiazepines zorgen voor minder nervositeit en worden gebruikt als slaapmiddel.

 

Glycine

Glycine wordt uitgescheiden door inhibitoire interneuronen in het ruggenmerg en de hersenstam. Glycine bindt aan ionotrope receptoren waardoor chloride-influx wordt bevorderd. Het rustmembraanpotentiaal wordt dus gestabiliseerd of er ontstaat hyperpolarisatie.

Glycine is belangrijk voor de balans van excitatoire en inhibitoire activiteit in de integratiecentra in het ruggenmerg, die zorgen voor de contractieregulatie van skeletspierweefsel.

Het neurotoxine strychnine antagoneert glycinereceptoren. Dit zorgt voor convulsies, hyperexcitabiliteit van het zenuwstelsel, spastische contractie van skeletspierweefsel en uiteindelijk dood door een defect in de respiratoire spieren.

 

Neuropeptiden

De exacte functie van neuropeptiden is onbekend. Ze hebben veel verschillende functies. Neuropeptiden worden anders gemaakt dan de andere neurotransmitters. Neuropeptiden worden gevormd uit mRNA precursors en worden gevormd in ribosomen. De neuropeptiden worden verzameld in blaasjes, die worden getransporteerd naar hun bestemming, waar ze in stukjes worden geknipt door peptidases. Deze peptide neurotransmitters hebben een langere werking dan de niet-peptide neurotransmitters. Nadat ze hun werking hebben gedaan worden ze afgebroken door peptidases in het neuronale membraan.

Endogene opioïden is een groep van neuropeptiden, zoals beta-endorphine, dynorphinen en enkephalinen. Deze hebben receptoren waarop opiaten, zoals morfine en codeïne hun werking uitoefenen. Dit zijn sterke pijnstillers.

Substance P is ook een neuropeptide die afgegeven wordt door neuronen, die te maken hebben met de overdracht van sensibele informatie. Neuropeptide P is ook betrokken bij de pijnsensatie.

 

Miscellaneous

Stikstof oxide en koolstof dioxide werken verrassend genoeg ook als neurotransmitters.

NO speelt een rol bij leren, ontwikkeling, medicijntolerantie, erectie en sensorische en motorische modulatie.

ATP en adenosine zijn excitatoire neuromodulatoren, maar hun rol is nog onbekend.

 

Fysiologie (Vander’s Human Physiology): Hoofdstuk 7 - Section A

 

Het sensibele (zintuiglijk/sensibel) zenuwstelsel is het deel van het zenuwstelsel dat bestaat uit sensibele receptorcellen die stimuli ontvangen van de externe of interne omgeving. Ze brengen het signaal naar de hersenen of het ruggenmerg via afferente neuronen.

Als je bewust bent van de informatie die het sensibele zenuwstelsel geeft, heet deze informatie sensibele informatie. Als je je niet bewust bent van deze informatie wordt dit sensatie genoemd. Perceptie is het waarnemen van de sensatie.

 

Sensibele receptoren

Sensibele receptoren zetten de signalen uit het externe milieu om in gegradeerde potentialen in de perifere uiteinden van de afferente neuronen. Deze potentialen zorgen voor actiepotentialen.

De energie of chemicaliën die tegen de sensibele receptor botsen en deze activeren, worden een stimulus genoemd. Het proces waarbij een stimulus wordt omgezet naar een elektrische respons wordt sensibele transductie genoemd.

Een stimulus waarop een specifieke receptor is gebouwd, bijvoorbeeld druk, licht, of hitte, wordt de ‘adequate stimulus’ van een bepaalde receptor genoemd.

 

Voorbeelden van verschillende types receptoren zijn:

  • Mechanoreceptoren: deze reageren op mechanische stimuli, zoals druk en rek. Deze stimuli veranderen de permeabiliteit van ion-kanalen op het receptormembraan en veranderen hierdoor het membraanpotentiaal.

  • Thermoreceptoren: deze detecteren warmte en koude.

  • Photoreceptoren: deze detecteren bepaalde golflengtes van elektromagnetische straling.

  • Chemoreceptoren detecteren het binden van chemicaliën aan het receptormembraan. Dit type receptoren detecteert smaak, de pH-waarde van het bloed en het zuurstofgehalte in het bloed.

  • Nociceptoren zijn gespecialiseerde zenuwuiteinden die verschillende pijnlijke stimuli als hitte en weefselschade waarnemen.

 

Receptorpotentiaal

De receptorpotentiaal is een gegradeerde potentiaal dat tot stand komt in afferente neuronuiteindes (of een gespecialiseerde cel die direct verbonden is hiermee) als respons op een stimulus.

De grootte van een gegradeerde potentiaal en de hoogte van een receptorpotentiaal (of een gegradeerd potentiaal in het axon naast de receptorcel) neemt af naar mate het signaal verder weg gaat van de oorsprong. Maar als de depolarisatie groot genoeg is op het receptorgedeelte van het afferente neuron om het membraan tot de threshold (drempelwaarde) te brengen, ontstaat er een actiepotentiaal. Het actiepotentiaal wordt dan doorgegeven aan volgende neuronen die naar de hersenen leiden. Hier wordt een persoon bewust van de stimulus.

Hoe groter de gegradeerde potentiaal, hoe meer actiepotentialen er per seconde worden doorgegeven.

Er zijn verschillende factoren die de grootte van het receptorpotentiaal beïnvloeden. Sommige factoren zorgen voor een krachtigere verandering van het receptorpotentiaal, terwijl andere juist zorgen voor een minder krachtige verandering. Factoren die de grootte van de verandering van een receptorpotentiaal beïnvloeden, zijn sterkte van de stimulus, mate van verandering van stimulussterkte, temporale summatie, tot succes gebrachte receptor actiepotentialen en adaptatie.

Adaptatie is een afname van receptorgevoeligheid wat resulteert in een afname van actiepotentiaal frequentie in een afferente neuron ondanks een stimulus van constante sterkte.

 

Primaire sensibele codering

Codering is het omzetten van stimulus-energie naar een signaal dat de relevante sensibele informatie voert naar het centrale zenuwstelsel.

Een sensibele eenheid is een enkel afferent neuron met alle receptor einden.

Het receptieve veld is het gebied van het lichaam dat als het gestimuleerd wordt, leidt tot activiteit in bepaalde afferente neuronen. Dit wordt het receptieve veld van dat neuron genoemd. Meestal overlappen receptieve velden van meerdere neuronen elkaar.

 

Stimulus type

Een andere term voor stimulustype (dus hitte, koude, geluid of druk bijvoorbeeld) is stimulus modaliteit.

Koude en warmte zijn submodaliteiten van temperatuur; zout, zoet, bitter en zuur zijn submodaliteiten van smaak, etc.

 

Stimulus intensiteit

Een sterke stimulus wordt uitgedrukt in de frequentie van een actiepotentiaal. Als de sterkte van een stimulus toeneemt en de receptoren op aangrenzende takken van het neuron worden geactiveerd, zorgt dit voor een summatie van het elektrische signaal.

Hoe groter de sterkte van een stimulus, hoe groter het gebied is dat wordt geactiveerd. Ook receptoren van andere zenuwuiteinden worden geactiveerd. Dit wordt rekrutering genoemd.

 

Stimulus locatie

De hersenen weten waar een zenuw gestimuleerd is door de gelabelde lijnen. Dit zijn specifieke anatomische banen die de actiepotentialen geleiden naar de hersenen. Deze banen zijn in de hersenen te herleiden. Hoe precies en fijngevoelig een prikkel wordt verwerkt is afhankelijk van de convergentie van het neuron. Hoe groter de convergentie van het neuron, hoe minder precies het signaal is.

De dichtheid van sensibele eenheden bepalen ook de precisie. In je lippen voel je bijvoorbeeld veel beter waar er geprikkeld wordt dan op je bovenbenen.

Een afferent neuron reageert veel heviger op een stimulus in het centrum van het receptor veld van dit neuron (omdat daar de dichtheid veel hoger is) dan daarbuiten.

Als de receptor uiteinden van verschillende neuronen overlappen, zal de stimulus in een gebied sterker worden gevoeld dan het andere. Ook dit helpt met het bepalen van de locatie van de prikkel.

 

Laterale inhibitie

Laterale inhibitie is het belangrijkste mechanisme dat helpt met het lokaliseren van de stimulus. De receptoren aan de rand van een stimulus worden enorm geremd ten opzichte van het centrum van de stimulus. Zo ontstaat er discriminatie van de locatie van de prikkel. Laterale inhibitie vergroot dus het effect tussen centrum en periferie van een gestimuleerde regio.

 

Stimulus duur

Snel adapterende receptoren zijn receptoren die erg snel reageren aan het begin van een stimulus, maar vervolgens erg langzaam of geen enkele actiepotentiaal meer doorgeven. Snel adapterende receptoren zijn belangrijk voor een snelle respons of verandering/beweging ten gevolge van een prikkel. Bijvoorbeeld als je je kleding aantrekt voel je ze even, maar daarna ben je je er niet meer van bewust.

Langzaam adapterende receptoren behouden hun respons ongeacht de stimulus duur. Een voorbeeld hiervan zijn de receptoren in gewrichten of spieren die voor de houding en evenwicht zorgen.

 

Neurale banen in het sensibele systeem

Sensibele banen zijn een groep neuronketens die bestaan uit drie of meer neuronen die parallel verbonden zijn door synapsen. Ze brengen actiepotentialen naar de delen van de hersenen die te maken hebben met bewuste herkenning van sensibele informatie. De sensibele banen worden ook wel ascenderende banen genoemd, omdat ze ‘opstijgen’ in de richting van de hersenen.

 

Ascenderende zenuwbanen

Een afferent neuron bereikt de hersenen door te synapteren met interneuronen. De neuronen kunnen hierbij convergeren of divergeren.

Specifieke ascenderende zenuwbanenzijn de ‘stijgende’ zenuwbanen in het ruggenmerg en hersenen die informatie overdragen van aparte stimuli. Het signaal gaat via de hersenstam en de thalamus en eindigt uiteindelijk in de sensibele gebieden van de cerebrale cortex, in de postcentrale gyrus.

Specifieke ascenderende zenuwbanen die informatie van somatische receptoren overdragen (somatische receptoren zitten in de huid, skeletspieren, pezen en gewrichten) gaan naar de somatosensorische cortex. De somatosensorische cortex ligt in de parietaalkwab van het de hersenen, posterior van de centrale sulcus die de pariëtale en frontale kwab scheidt.

Visuele informatie van het oog gaat naar de visuele cortex in de occipitaalkwab.

De auditieve informatie van het oor gaat naar de auditieve cortex in de temporaalkwab.

De informatie over de smaak gaat naar de somatosensorische cortex naar het gebied iets dorsaal van de sensibele cortex.

De informatie over de reuk gaat naar het limbisch systeem en naar de olfactoire kwab (onder de frontaalkwab).

Niet specifieke zenuwbanen worden geactiveerd door sensorische neuronen van verschillende typen. Deze reageren op bijvoorbeeld druk op de huid, verhitting etc. Deze neuronen worden polymodale neuronen genoemd.

 

 

Section B
 

Somatische sensatie

Somatische sensatie is het gevoel/perceptie van de huid, pezen en spieren. Deze somatische sensatie wordt verkregen via somatische receptoren.

 

Tast en druk

Om aanraking/druk te voelen worden er mechanoreceptoren geactiveerd. De helft van deze receptoren adapteren snel en de andere helft langzaam. De snelle receptoren geven informatie over aanraking, beweging en vibratie. De langzame receptoren geven informatie over druk.

 

Waarneming van houding en beweging

Het gevoel over postuur en beweging wordt verkregen door rek van de spierspoeltjes. Dit zijn receptoren die gevonden kunnen worden in de skeletspieren. Ook het zicht en het evenwichtsorgaan geven de hersenen een indruk van de houding en beweging van het lichaam ten opzichten van de buitenwereld. Kinesthesie is het gevoel van beweging in een gewricht.

 

Temperatuur

Er bestaan verschillende thermoreceptoren:

  • Koudereceptoren hebben niet selectieve kation kanalen die openen als reactie op temperaturen lager dan de lichaamstemperatuur (0 – 35 graden Celsius). Natriuminflux depolariseert de afferente neuronen. Ook het plantenextract menthol activeert deze kanalen.

  • Van 30 – 50 graden Celsius worden de warmtereceptoren geactiveerd. Niet selectieve kation kanalen depolariseren de cel als reactie op warmte. Capsaicin (stofje dat gevonden wordt in chilipeper) en ethanol kunnen deze kanalen ook activeren.

 

Pijn

Een stimulus die (op het punt staat om) een weefsel te beschadigen veroorzaakt pijn. Er worden dan nociceptoren geprikkeld. Nociceptoren reageren op intense mechanische deformatie, hitte en schadelijke chemicaliën. Deze chemicaliën binden aan ligand-gereguleerde ion kanalen op het nociceptor plasmamembraan. Dit zijn vrije zenuwuiteinden zonder vorm of specialisatie. Glutamaat en neuropeptide P worden hierbij vrijgelaten. Als nociceptieve afferente zenuwen interneuronen activeren leidt dit tot referred pain. Er is sprake van referred pain, wanneer de pijn niet op de plek waar het veroorzaakt wordt, gevoeld wordt. Dit ontstaat doordat viscerale en somatische afferenten samenkomen in neuronen in het zenuwstelsel.

De gevoeligheid van pijnprikkels kan verhoogd of verlaagd worden. Wanneer de gevoeligheid voor een pijnprikkel hoger wordt, heet dit hyperalgesie. De pijn kan dus nog uren nagevoeld worden als de prikkel al verdwenen is.

Analgesie is een selectieve onderdrukking van pijn zonder effecten op bewustzijn of andere sensaties. Stimulatie-geinduceerde analgesie is een fenomeen waarbij de elektrische stimulatie van een bepaald gebied van het centraal zenuwstelsel dat voor een verlaging in pijn zorgt door pijnzenuwbanen te remmen. Sommige neuronen laten morfineachtige endogene opioiden vrij. Morfine blokkeert de nociceptoren, waardoor het pijnsysteem minder actief is.

 

Acupunctuur werkt doordat het afferente neuronen activeert die endogene opioiden vrijlaten.

Bij transcutane elektrische zenuwstimulatie (TENS) wordt de pijnlijke plek gestimuleerd door elektroden. De stimulatie van niet-pijnlijke, lage drempel afferente vezels leiden tot de inhibitie van neuronen in de pijnzenuwbanen.

Neuronale banen van het somatosensorische systeem

Er zijn twee pijn zenuwbanen:

  • De ascenderende anterolaterale zenuwbanen (spinothalamische zenuwbanen) synapteren het eerst in de grijze stof. Het tweede neuron kruist het ruggenmerg en gaat naar anterolateraal en vervolgt zijn weg naar de thalamus. Daar synapteert het met corticale projectie neuronen. Deze banen worden gebruikt voor temperatuur en pijn. Dit wordt ook wel de vitale sensibiliteit genoemd.

  • De dorsale kolom: De neuronen gaan door de witte stof naar de hersenstam. Daar synapsen de banen voor het eerst. De tweede synaps vindt plaats in de thalamus, waarna er projectie op de somatosensibele cortex plaatsvindt. Dit zijn de banen van de gnostische sensibiliteit.

 

In de somatosensibele cortex zijn de axon uiteinden gegroepeerd naar de perifere locatie van deze receptoren. De vingers en lippen nemen de grootste plaats in, omdat deze de hoogste dichtheid van receptoren hebben.

 

Zicht

De golflengte is de afstand tussen twee pieken van elektromagnetische straling.

De frequentie wordt uitgedrukt in hertz en is het aantal cycli per seconden van straling. De golflengten die gezien kunnen worden door het oog wordt het zichtbare spectrum genoemd (tussen de 400 en 750nm).

 

Overzicht van de anatomie van het oog

Het oog bestaat uit drie lagen en is een bal gevuld met vloeistof, die verdeeld is in twee kamers. De sclera vormt een witte capsule rond het oog, behalve voor de pupil, daar wordt dit cornea genoemd. Aan het fibreuze deel van de sclera zitten een aantal oogspieren gehecht.

De choroidea is een donkere, gepigmenteerde laag aan de achterkant van het oog die licht absorbeert en waarin de vaatvoorziening van het oog loopt. Deze laag wordt aan de voorkant van het oog voortgezet en bestaat dan uit:

  1. De iris (door de iris wordt de kleur van de ogen bepaald)

  2. De ciliairspieren (die invloed heeft op de bolling van de lens)

  3. De zonulaire vezels (verbinding tussen de lens en de ciliairspieren)

 

De grootte van de pupil wordt bepaald door circulaire- en straalsgewijs lopende spieren die in de iris gevonden worden. De pupil is een opening in de iris die bepaalt hoeveel licht er op de retina valt.

De retina vormt de laag die op de choroidea is gelegen en dit is een uitmonding vanuit de hersenen. De retina bevat sensorische cellen namelijk fotoreceptoren.

 

 

Met een ophtalmoscoop kan gekeken worden naar:

  1. Fovea centralis: een regio gespecificeerd om de grootste visuele activiteit te leveren (hier is de dichtheid aan kegeltjes het hoogst)

  2. De blinde vlek: hier naartoe wordt de informatie van fotoreceptoren gebracht en uiteindelijk geleverd aan de n. opticus.

  3. Heel veel bloedvaten aan de binnenste oppervlakte van de retina

 

De anterieure kamer van het oog, tussen de iris en cornea is gevuld met vocht, namelijk waterachtige vloeistof (‘aqueous humor’).

De posterieure kamer van het oog, tussen de lens en de retina is gevuld met een visceuze substantie, namelijk de ‘vitreous humor’.

 

Het optische aan zicht

Als een lichtstraal het oog binnen komt, verandert deze van richting. Dit wordt refractie genoemd. Hierdoor kan een oog lichtstralen die uit één punt afkomstig zijn bundelen tot één punt op de retina (scherp zien). Vooral de cornea speelt een belangrijke rol bij het focussen op een bepaald object. Dit komt omdat de lichtstralen meer gebroken worden bij het passeren van lucht naar de cornea, dan van de cornea naar de lens.

Voorwerpen in het centrum van het gezichtsveld worden gezien in de fovea centralis.

 

Accomodatie is het aanpassen van het oog om op verschillende afstanden van het oog dingen te bekijken door de vorm van de lens te veranderen. De vorm van de lens wordt veranderd door contractie/relaxatie van de ciliaire spieren. Dit zijn sfincterachtige spieren die parasympathisch geïnnerveerd worden.

Als de ciliaire spieren samen trekken onder invloed van een verhoogde parasympathische activiteit wordt de diameter verkleind en verlaagt dit de druk op de zonulaire vezels. Hierdoor kan de lens vanuit een natuurlijke neiging om te bollen, opbollen, waarna objecten die dichtbij bekeken worden, scherp kunnen worden gezien.

Als de ciliaire spieren relaxeren, wordt de diameter vergroot en ook de druk op de zonulaire vezels. Hierdoor wordt de lens als het ware plat getrokken. Om te focussen op objecten veraf moeten de ciliaire spieren relaxeren en zorgen de zonulaire vezels dat de lens afgeplat wordt. Dit is dus in principe een passief proces.

 

Als mensen ouder worden, wordt de elasticiteit van de lens minder waardoor ze minder goed kunnen accomoderen. Bij een contractie van de ciliaire spieren is er namelijk niet voldoende opbolling van de lens (door ouderdom). Voorwerpen die dichtbij zijn, kunnen minder goed worden gezien. Dit wordt presbyopsie genoemd.

De veranderingen in de transparantie van de lens die ontstaan tijdens het ouder worden, zijn verantwoordelijk voor cataract (staar). Dit is het troebel worden van de lens, waardoor de lens vervangen moet worden.

 

De cornea, lensvorm en oogballengte bepalen het punt waar lichtstralen samenkomen.

Als een persoon de objecten veraf niet goed kan zien, is deze persoon bijziend, oftewel myoop. Deze persoon heeft last van myopie.

Een persoon die verziend of hypertroop is, kan voorwerpen van dichtbij niet goed zien.

Astigmatisme betekent dat de lens of cornea geen gladde oppervlakte heeft, waardoor er een cilindercorrectie aangemeten moet worden.

Een glaucoom ontstaat als de aqueuze vloeistof in het oog sneller wordt aangemaakt dan dat het wordt verwijderd. Dit leidt tot schade aan de retina, en kan leiden tot irreversibele blindheid.

Photoreceptor-cells en fototransductie

Fotoreceptorcellen hebben een buitenste segment dat bestaat uit een gestapelde laag membranen. Deze worden discs genoemd. De discs (schijven) bevatten chemische substanties die reageren op licht.

Fotoreceptoren hebben ook een binnenste segment die de nucleus, mitochondriën en andere organellen bevat. Ook heeft de binnenste laag synaptische uiteinden die signalen transduceert naar afferente zenuwvezels.

 

Er zijn twee typen fotoreceptoren, namelijk rods (staafjes) en cones (kegeltjes).

In kegeltjes zijn de lichtgevoelige discs gevormd in de vouwingen van de oppervlakte van het membraan. In staafjes zijn de discmembranen intracellulaire structuren.

Als licht binnenkomt, moet het eerst door alle lagen van de retina voordat het bij de fotoreceptoren komt. De twee lagen van de retina, het choroid en het pigment epitheel, absorberen licht dat niet is opgevangen door de fotoreceptoren. Hierdoor wordt reflectie tegengegaan.

De staafjes zijn extreem gevoelig en responderen op een kleine hoeveelheid licht.

De kegeltjes responderen alleen als het licht heel helder is.

 

De fotoreceptoren bevatten moleculen, de fotopigmenten, die licht absorberen.

Er zijn vier unieke fotopigmenten in de retina:

  • Rhodopsine in de staafjes

  • Één in elk van de drie andere typen kegeltjes.

 

Fotopigmenten bevatten de membraangebonden proteïnen ‘opsins’. Opsins omgeven en binden aan een chromofoormolecuul.

Het chromofoor in alle typen fotopigmenten is retinal, afgeleid van vitamine A. Dit is het deel van het fotopigment dat lichtgevoelig is. Elk type opsin bindt op een andere manier aan het chromofoormolecuul, waardoor sommige receptoren veel gevoeliger zijn voor rood licht en andere veel gevoeliger zijn voor bijvoorbeeld blauw licht.

De fotoreceptor is de enige cel die gedepolariseerd is in rust en gehyperpolariseerd wordt in respons op een stimulus. In afwezigheid van licht zet guanylyl cyclase GTP om in cyclisch GMP. cGMP zet het ligand-gereguleerde kation kanaal open waardoor natrium en calcium de cel binnen gaan. Dit leidt tot depolarisatie. In het donker zijn cGMP concentraties hoog en is de fotoreceptor in actieve staat.

Als licht op de fotoreceptor schijnt, wordt de cel gehyperpolariseerd. Er ontstaat een interactie tussen opsinen en transducine (een G-eiwit). Transducine activeert phosphodiesterase dat cGMP omzet naar GMP. Hierdoor worden de kanalen gesloten, en ontstaat er een gehyperpolariseerde toestand.

Als je van een heldere plek naar een donkere plek gaat, ontstaat er tijdelijke blindheid. De fotoreceptoren ondergaan dan ‘donker adaptatie’. In het donker kunnen alleen de staafjes geactiveerd worden. Maar in helder licht wordt rhodopsine volledig geactiveerd waardoor de staafjes ongevoelig worden. Rhodopsine kan weer responderen als het weer in een rustfase gekomen is na enkele minuten.

Bij ‘licht adaptatie’ wordt het rhodopsine veel te snel verbruikt en worden de staafjes niet responsief zodat de kegeltjes het overnemen en het object minder helder wordt.

 

Neuronale banen van zicht

Lichtsignalen zijn omgezet in actiepotentialen door de interactie van fotoreceptoren met bipolaire cellen en ganglioncellen.

Fotoreceptoren gaan een interactie aan op twee manieren met ganglioncellen; ON banen en OFF banen.

Het glutamaat dat wordt vrijgelaten bij ON banen bindt aan metabotrope receptoren die zorgen voor enzymatische afbraak van cGMP dat de bipolaire cellen hyperpolariseert door eenzelfde mechanisme als de manier waarop licht een fotoreceptor ‘aan’zet. Als er geen licht is, zijn de ganglioncellen niet gestimuleerd om actiepotentialen te verzorgen.

OFF banen hebben ionotrope glutamaat receptoren die niet selectieve kation kanalen zijn. Er vindt depolarisatie plaats als glutamaat bindt. De OFF banen zorgen juist wel voor actiepotentialen bij afwezigheid van licht.

 

Fotoreceptoren, bipolaire cellen en ganglioncellen zijn verbonden door horizontale cellen en amacriene cellen. Deze cellen geven informatie door aan verschillende delen van de retina.

De axonen van de ganglioncellen vormen de output van de retina, die uiteindelijk de n. opticus (II) vormen.

De twee nn. optici (zowel van het linker- als van het rechteroog) vormen het optische chiasma waar sommige vezels kruisen. Vervolgens heten de zenuwbanen de tractus opticus. De tractus opticus gaat door het corpus geniculatum laterale van de thalamus. Hier komen ook andere zenuwen op uit zodat de thalamus een onderscheid maakt tussen belangrijkheid van al deze informatie. Het corpus geniculatum laterale stuurt actiepotentialen naar de visuele cortex.

De nucleus suprachiasmaticus ligt boven de het chiasma opticum en functioneert voor een gedeelte als onze biologische klok.

 

Kleuren zien

De kleuren die we zien zijn gerelateerd aan golflengtes. Er zijn drie typen kegeltjes in de retina, namelijk rode kegeltjes (lange golflengte), groene kegeltjes (medium golflengte) en blauwe kegeltjes (korte golflengte). Bij elk type golflengte zijn alle kegeltjes gestimuleerd, maar in meer of mindere mate. Ganglioncellen krijgen dus van al deze cellen input. Ganglioncellen krijgen ook input van opponent kleurcellen omdat ze een excitatoire input hebben van een type kegel receptor, en een inhibitatoire input van een andere.

 

Oogbewegingen

In de fovea centralis wordt de focus gelegd bij het kijken. De oogspieren zorgen dus dat het punt waar naar gekeken wordt precies op de fovea centralis komt te vallen.

Er zijn 6 extrinsieke oogspieren die het oog aansturen.

De snelle bewegingen van het oog worden saccades genoemd. Dit zijn kleine bewegingen die het oog van het ene focuspunt naar het andere focuspunt brengen.

Langzame oogbewegingen zijn betrokken in het volgen van een object.

 

Gehoor/ geluid

Geluid kan zich alleen voortplanten door middel van moleculen. Als een ruimte vacuüm is, kan er dus geen geluid voortgeplant worden.

 

Een geluidsgolf bestaat uit verdichtingen en verdunningen in de lucht (transversaal).

De amplitude van een geluidgolf geeft het volume aan. De frequentie geeft de hoogte van de toon aan. De mens heeft een gehoor van 20 – 20 000 Hz.

 

Geluidsoverdracht in het oor

De eerste stap van horen is het binnengaan van geluiden in de externe gehoorgang. De oorschelp helpt mee om het geluid te brengen naar de externe gehoorgang.

 

Het tympanische membraan (trommelvlies) is gestrekt op het einde van de externe gehoorgang. Als moleculen in de lucht tegen het membraan duwen zorgen ze voor vibratie op dezelfde frequentie als de geluidgolf.

Het trommelvlies scheidt de externe gehoorgang (het buitenoor) van het middenoor. Dit is een lucht gevulde holte in het temporaalbot van de schedel. Het middenoor heeft een verbinding met de de buis van Eustachius die uitmondt in de neusholte. Er heerst een atmosferische druk in het middenoor omdat de buis van Eustachius zich opent tijdens gapen, slikken en niezen.

 

De volgende stap in het overbrengen van geluid naar het binnenoor oftewel de cochlea. De cochlea is een spiraal gevormde passage in het temporaalbot dat gevuld is met de vloeistof endolymfe. Maar voordat het geluid het binnenoor bereikt, is het eerst door de malleus, incus en stijgbeugel doorgegeven (deze bevinden zich in het middenoor). Deze botjes gedragen zich als een zuiger en koppelen de vibraties van het trommelvlies naar het ovale venster. Het ovale venster is een door membraan bedekte opening die het middenoor van het binnenoor scheidt.

 

De hoeveelheid energie die is doorgegeven naar het binnenoor kan verminderd worden door contractie van twee kleine skeletspieren in het binnenoor, namelijk de m. tensor tympani en de m. stapedius.

De m. tensor tympani is aangehecht aan de malleus en het trommelvlies en contractie dempt hun beweging.

De m. stapedius is aangehecht aan de stijgbeugel en controleert deze mobiliteit.

Deze spiertjes contraheren bij het voortduren van geluid en bij eigen spraak. Bij plotselinge harde geluiden als het schieten van een geweer zijn deze spieren niet aangespannen waardoor het erg belangrijk is om oorbeschermers te dragen.

 

De cochlea is bijna compleet gescheiden door een met vloeistof gevulde membraneuze buis, de ductus cochlearis. Deze volgt de cochleaire spiraal en bevat sensibele receptoren van het gehoorsysteem.

Op elke kant van de ductus cochlearis bevinden zich endolymfe gevulde compartimenten: de scala vestibuli (op de plek die begint met het ovale venster) en de scala tympani (onder de ductus cochlearis en die eindigt in een tweede met een membraan bedekt gat, namelijk het ronde venster). De scala vestibuli en scala tympani ontmoeten elkaar in het helicotrema.

 

Fysiologie (Vander’s Human Physiology): Hoofdstuk 8

 

Mate van bewustzijn

Er worden twee vormen van bewustzijn onderscheiden: De mate van bewustzijn en de bewustzijnservaring. Voorbeelden van de mate van bewustzijn zijn onder andere wakker zijn, slapen, slaperig, etc. De bewustzijnservaring is waar de persoon zich bewust van is, zoals denken, voelen, perceptie, etc.

De mate van bewustzijn wordt op twee manieren bepaald. Ten eerste door het te kijken naar het gedrag. Ten tweede door een EEG (electroencephalogram) te maken: dit betreft een onderzoek waarbij de verschillende elektrische potentiaalverschillen tussen verschillende punten op de oppervlakte van de schedel worden gemeten.

 

Electroencephalogram

Het is mogelijk om de elektrische activiteit van neuronen te meten door middel van elektrodes op de schedel. Vooral elektrische signalen in de cortex juist onder de schedel worden hierdoor gemeten.

Het beeld van een EEG wordt vooral gevormd door de sommatie van gegradeerde potentialen en meestal niet door actiepotentialen. Deze zijn vooral afkomstig uit de pyramide-cellen van de cortex. Het EEG neemt de postsynaptische potentialen van deze cellen waar.

 

Een EEG patroon heeft een complex golfpatroon met verschillende amplituden en frequenties.

De amplitude wordt uitgedrukt in microvolt en is een maat voor het aantal neuronen dat actief is. Wanneer de amplitude hoog is, zijn er veel neuronen, die een elektrisch signaal afgeven in dezelfde richting (synchroon). Indien de amplitude klein is, zijn er weinig neuronen actief of geven de neuronen elektrische signalen in tegenovergestelde richtingen (asynchroon). De amplitude kan rijken van 0.5-100 microvolt.

De frequentie laat zien hoe vaak de golfcycli van de maximale naar de minimale amplituden gaan. Dit wordt uitgedrukt in hertz (Hz). Een lagere frequentie laat een lage activiteit zien, zoals bijvoorbeeld bij slaap.

 

In een beschadigd deel van de hersenen wijkt een EEG af.

Daarnaast kan een abnormaal patroon ook teken zijn van pathologie. Epilepsie bijvoorbeeld wordt gekenmerkt door een abnormale synchrone activiteit van de neuronen. Op het EEG worden amplitudes gezien van tot wel 1000 microvolt en karakteristieke pieken of piekcombinaties. Daarnaast wordt er ook stereotype gedrag gezien bij de patiënt.

 

De wakkere staat

Het meest prominente patroon van een volwassene tijdens het wakker zijn, wordt het alpharitme genoemd. Dit wordt het best verkregen over de pariëtale en occipitale kwabben.

Wanneer mensen hard aan het denken zijn, is de amplitude lager maar de frequentie hoger. Dit ritme wordt het bètaritme genoemd.

Deze transformatie (EEG arousal) is geassocieerd met het bezig zijn met een stimulus.

 

Slaap

Als een persoon heel moe is, verandert het alphapatroon. Het krijgt een lagere amplitude en frequentie. Als een persoon echt slaapt, wordt de amplitude hoger maar de frequentie lager. Dit wordt het thetaritme genoemd (4-8 Hz) en het delta ritme (langzamer dan 4 Hz).

 

Er zijn twee fases van slaap die afhangen van het feit of de ogen bewegen of juist niet.

  • NREM (nonrapid eye movement)

    • hoge amplitude en lage frequentie → slow wave sleep

    • Wordt onderverdeeld in 4 fasen waarbij de amplitude steeds hoger wordt en de frequentie steeds lager.

    • Aan het begin van slaap doorlopen de hersenen stadium 1 tot 4. Dit duurt ongeveer 30-45 minuten. Vervolgens worden het weer omgedraaid.

  • REM (rapid eye movement)

    • Wordt wel paradoxale slaap genoemd omdat de persoon moeilijk wakker te maken is, hoewel het EEG patroon heel alert lijkt.

    • Tijdens REM slaap zijn de spieren van het lichaam ontspannen. De ogen maken bewegingen en de motor neuronen naar de ademhalingsspieren zijn actief.

Een volwassene doorloopt dus de fases 1,2,3,4,3,2,1, REM zo’n vier tot vijf keer per nacht. Elke cyclus duurt zo’n 90 – 100 minuten.

 

Met slaap apneu houdt de stimulatie van de ademhalingsspieren tijdelijk op waardoor de persoon onmiddellijk wakker wordt, doordat ze een zuurstof tekort krijgen. De patiënten kunnen niet goed doorslapen, waardoor ze erg moe zijn overdag.

 

Tijdens het slapen zijn er vele veranderingen in het lichaam.

Tijdens NREM wordt er bijvoorbeeld veel groeihormoon en gonadotrope hormonen vrijgelaten. Ook daalt de bloeddruk, hartslag en ademhalingssnelheid.

Tijdens de REM stijgt de bloeddruk, hartslag en ademhaling juist. Ook kan het gezicht uitdrukkingen krijgen en kan een erectie van de penis ontstaan.

 

De functie van slaap is nog niet helemaal helder. Wel wordt er gezegd dat het hoognodig is voor het zenuwstelsel, immuunsysteem en herinnering. Als er veel slaap tekort ontstaat, kan dit zelfs leiden tot de dood.

 

Neuronale substraten van de mate van bewustzijn

Het bewustzijn heeft een circadiaans ritme met gemiddeld 8 uur slaap en 16 uur wakker zijn. Tijdens de slaapperiode wisselen REM slaap en NREM slaap zich af. Tijdens de REM slaap zijn de spieren ontspannen en droomt men. De reticulaire formatie is een gespecificeerd netwerk axonen dat grote delen van de hersenen kan beïnvloeden. Het wordt ook wel het reticulaire activeringssysteem (RAS) genoemd. Het RAS bestaat uit verschillende nublei in de hersenstam. Een deel van deze kernen speelt een rol in het reguleren van het bewustzijn. Dit zijn vooral de componenten die norepinephrine, serotonine en acetylcholine uitscheiden.
Een hypothese over de slaap/waak cyclus is dat deze wordt gereguleerd door verschillende neuronen in het RAS. De waakperiode wordt gereguleerd door norepinephrine en serotonerge neuronen en REM slaap wordt gereguleerd door cholinerge neuronen. NREM slap ligt tussen deze twee uitersten in. De aminerge neuronen zorgen voor arousal door meer motoractiviteit en remming van cholinerge neuronen.

Er zijn nog twee hersengebieden in de voorhersenen die de slaap/waak cyclus reguleren. Het pre-optisch gebied van de hypothalamus zorgt voor slow-wave slaap door inhiberende GABAnerge input naar de thalamocorticale neuronen en de reticulaire formatie van de middenhersenen. Via histamine zorgt inhibitie van de posterieure hypothalamus voor waakzaamheid.

Tot slot wordt het ritme van de slaap/waak cyclus gereguleerd door de suprachiasmatische nucleus. Stimulatie van melatonine productie zorgt ervoor dat iemand in slaap valt.

 

Coma en hersendood

Coma is ernstige verlaging in mentale functie als gevolg van structurele, fysiologische of metabolische stoornissen van de hersenen.

Een persoon in coma kan op geen enkele stimulus reageren.

Coma kan ontstaan als gevolg van schade aan de cerebrale cortex, schade aan de hersenstam mechanismen, onderbrekingen van de verbindingen tussen de hersenstam en corticale gebieden, metabole dysfuncties, herseninfecties, overdosis drugs.

Patiënten in een onomkeerbare coma gaan vaak over in een persistente vegetatieve status waarbij er wel een slaap/waak ritme bestaat maar daar is de patiënt zich niet van bewust.

Hersendood wordt vaak beschouwd als criterium voor ‘dood’. Er is sprake van hersendood als de hersenen niet meer werken en deze ook nooit in de toekomst meer zullen werken.

Er zijn criteria opgesteld om vast te stellen wanneer iemand hersendood is in plaats van in coma verkeerd. (zie tabel 8.2)

 

Bewuste ervaring

Bewuste ervaringen zijn de ervaringen die wij bewust meemaken. Dit is groot en deels afhankelijk van onze aandacht.
 

Selectieve aandacht

Selectieve aandacht is het negeren van onbelangrijke stimuli om alleen maar te focussen op stimuli die wel van belang zijn. Er is sprake van selectieve aandacht wanneer een nieuwe stimulus zich aanreikt. Wanneer de stimulus van groot genoeg belang is, zal er een oriënterende respons volgen. Deze oriënterende respons hoeft niet te volgen.

Het pre-attentieve ‘processen’ zorgt ervoor dat de hersenen al bepaalde informatie van te voren filteren, zodat er snel op belangrijke informatie gereageerd kan worden. Dit richt onze aandacht naar het deel van de sensorische input dat het belangrijkste is voor de hersenen op dat moment.

Als een stimulus wordt herhaald maar irrelevant is, ontstaat er habituatie. Dit komt door een afzwakking van het effect van de synaptische transmissie in de gerelateerde zenuwroutes.

 

Neuronale mechanismen voor selectieve aandacht

Belangrijk voor selectieve aandacht is een gedeelte van de hersenstam, waar verschillende sensorische modaliteiten worden geregistreerd. Hier bevinden zich cellen die meerdere sensorische gegevens samen kunnen voegen. Daarnaast is de locus ceruleus van belang, een kern in de pons van de hersenstam. Deze beoordeeldt welk deel van de hersenen dominant is voor aandacht over een bepaalde tijd.

Er zijn ook multisensorische neuronen in de associatiegebieden in de cerebrale cortex. Deze dragen bij aan de perceptie van de stimulus.

 

ADHD staat voor attention deficit hyperactivity disorder. Dit is een ziekte waarbij er een probleem zit in de selectieve aandacht en impulsiviteit. Er is namelijk een dysfunctie van de hersenregionen waarin catecholamine dominant wordt gesignaleerd.

Aan mensen met ADHD wordt methylphenidate gegeven. Dit medicijn verhoogt de synaptische concentraties van dopamine en noradrenaline.

Neuronale mechanismen van bewuste ervaring

Sensory neglect: syndroom waarbij er schade is aan de associatie gebieden van de parietale cortex zorgen ervoor dat de beschadigde persoon delen van het lichaam of delen van het visuele veld verwaarlozen alsof ze niet bestaan.

 

Motivatie en emotie

Motivatie kan leiden tot een hormonale, autonome en gedragsmatige respons.

Primair gemotiveerd gedrag (primary motivated behavior) is gedrag dat gerelateerd is aan de homeostase, dus op zoek gaan naar iets te drinken bij dorst

Beloning en bestraffen zijn altijd aanwezig bij motivatie. Het belonen en straffen is deel van het reticulaire activeringssysteem (RAS) dat bestaat in de hersenstam en verschillende andere componenten.

De componenten die betrokken zijn bij motivatie zijn de mesolimbische dopamine pathways, meso betekent:uit het mesencephalon.Limbisch omdat het naar delen van het limbisch systeem gaat (zoals naar de prefrontale cortex) en dopamine omdat de vezels dopamine als neurotransmitter vrijlaten.

Het mesolimbisch systeem is betrokken bij stimulans en het versterken van een stimulans.

 

Studies over motivatie gebruiken de techniek van brain-self-stimulation.

Hierbij reguleert een dier de mate waarbij elektrische stimuli door elektroden geleverd worden in verschillende hersengebieden. Kleine elektroden zorgen ervoor dat de hersenen depolariseren en laten zien wat er zou gebeuren als dezesignalen spontaan zouden ontstaan.

Op het moment dat een stimulus is geleverd aan de hersenen als gevolg van het drukken op een knopje, ontstaat er verschillend gedrag. Als het dier vaker op de knop duwt krijgt hij een beloning. Als er minder vaak op de knop wordt geduwd wordt het dier gestraft.

De mate van duwen op de knop wordt bekeken om te bepalen in hoeverre het zinvol is om te belonen of straffen.

Wetenschappers denken dat de hypothalamus ook een rol heeft in motivatie omdat het zorgt voor regulatie van eten, drinken, temperatuurcontrole en seksueel gedrag.

 

Chemische mediatoren

Dopamine is de belangrijkste neurotransmitter in het hersenbeloningssysteem en motivatie.

Amfetamine is een voorbeeld van een medicijn die de hoeveelheid dopamine als neurotransmitter verhoogd. Dit is een positieve bekrachtiger.

Chlorpromazine is een anti-psychotisch medicijn dat dopaminereceptoren blokkeert en de activiteit van catecholamine pathways verlaagd.

 

Emotie

In een emotie wordt het volgende onderscheiden:

  1. De anatomische plaatsten waar de emotionele waarde van een stimulus is vastgesteld

  2. De hormonale, autonome en buitenstaande expressies en responsen op een stimulus (dus emotioneel gedrag)

  3. De bewuste ervaring (innerlijke emoties, zoals angst, liefde, boosheid, vreugde, hoop etc.)

 

Stimulatie van plaatsen in de laterale hypothalamus veroorzaken een fight or flight reactie. Stimulatie van andere delen van het limbisch systeem als de amygdala veroorzaken gedweeheid.

 

De cerebrale cortex speelt een belangrijke rol in het sturen van de motorneuronen tijdens emotioneel gedrag.

Altered states of consciousness

Altered states of conciousness (bewustzijnsverandering) wordt gekarakteriseerd door psychiatrische stoornissen.

 

Schizofrenie

Dit is een ziekte waarin de informatie niet goed wordt gereguleerd in de hersenen.

Symptomen zijn hallucinaties (het horen van stemmen en zien van hersenschimmen). Mensen met schizophrenie zijn teruggetrokken en hebben stemmingen die niet passen bij het moment. Ook catatonie kan voorkomen (totale immobilisatie).

De oorzaak van schizofrenie is nog onduidelijk, maar er wordt gedacht dat het ontstaat doordat de dopamine-pathways overactief zijn.

 

Stemmingsstoornissen: depressie en bipolaire stoornissen

Bij stemmingsstoornissen is de controle over de stemming/humeur verloren.

 

Depressieve stoornissen (depressie) hebben de volgende kenmerken: doordringende verdrietigheid, angst, geïrriteerdheid, verstoorde slaap, gedachten over dood en zelfmoord.

Depressie is geassocieerd met verlaagde neuronale activiteit en metabolisme in het voorste deel van het limbisch systeem in de buurt van de prefrontale cortex.

 

Bipolaire stoornissen: dit zijn stemmingen die overgaan van depressie naar manie.

Fasen van manie worden gekarakteriseerd door persistente opgelatenheid, heel veel gedachten, excessieve energie, te veel vertrouwen en prikkelbaarheid.

De exacte oorzaak is onbekend, wel heeft het te maken met amine neurotransmitters (noradrenaline, dopamine, serotonine) en acetylcholine.

 

Er zijn drie typen drugs die worden gegeven:

  • Tricyclische antidepressiva. Deze beïnvloeden de noradrenaline en/of serotonine heropname door de presynaptische zenuwuiteinden.

  • Monoamine oxidase remmers. Deze beïnvloeden het enzym dat verantwoordelijk is voor de afbraak van serotonine en noradrenaline.

  • Serotonine specifieke heropname remmers (serotonin-specific reuptake inhibitors (SSRIs)). Deze medicijnen worden het vaakst voorgeschreven. Ze remmen de serotonine heropname door de presynaptische zenuwuiteinden.

 

In alle drie medicijnen is het gevolg een verhoogde concentratie serotonine en noradrenaline in de extracellulaire vloeistof.

Het effect van deze antidepressiva is biochemisch meteen waarneembaar, maar het therapeutische effect laat enkele weken op zich wachten.

 

Bij patiënten met bipolaire disorders wordt vaak een verkleinde hippocampus gevonden. Ook zijn mensen die onder chronische stress zitten eerder ‘vatbaar’ voor depressies.

 

Lithium wordt ook vaak gegeven, want het zorgt dat het denken langzamer gaat en verminderd de overgangen van manisch naar depressief en andersom.

Bij elektroconvulsieve therapie (ECT) worden elektrische pulsen gebruikt om een groot aantal neuronen te stimuleren in de hersenen. Hierbij worden stuiptrekkingen en beslaglegging. De persoon is behandeld met anesthetica en spierrelaxanten waardoor de effecten van de stuiptrekkingen minimaal zijn.

Een aantal behandelingen van ECT veranderen de neurotransmittersfunctie door de gevoeligheid van serotonine en adrenerge postsynaptische receptoren

Bij het seasonal affective depressive disorder (SADD) (winterdepressie) wordt er gebruik gemaakt van fototherapie.

 

Psychoactieve substraten, afhankelijkheid en tolerantie

- Afhankelijkheid

Substantie afhankelijk is de term die gebruikt wordt voor verslaving. Hierbij kunnen twee facetten tegelijkertijd of onafhankelijk van elkaar werken:

  1. Psychologische afhankelijkheid. Hierbij bijstaat een onophoudelijke wens voor een substantie, en de onmogelijkheid om te stoppen met het gebruik van deze substantie door eigen wil.

  2. Fysieke afhankelijkheid. Hierbij is het nodig om deze substantie in te nemen om afkickverschijnselen te voorkomen.

 

Bij verslaving is er meestal sprake van beïnvloeding van de mesolimbische dopamine pathway.

Tolerantie ontstaat als verhoogde doses van een substantie nodig zijn om het zelfde effect te verkrijgen.

Cross-tolerance: als er tolerantie bestaat voor een andere substantie dan de ingenomen substantie.

 

Leren en geheugen

Leren is de opslag van informatie als een consequentie van een ervaring.

Herinnering is de relatief permanente opslag van geleerde informatie.

Geheugen codering (memory encoding): neurale processen die een ervaring veranderen in een herinnering van die ervaring. Het gaat dus om het fysiologische proces van herinneringsformatie.

 

Geheugen kan onderverdeeld worden in twee categorieën.

  1. Declaratieve geheugen: het behoud en het oproepen van bewuste ervaringen die in woorden kunnen worden uitgelegd. In deze soort herinnering worden namen, feiten en ervaringen onthouden. Hierbij zijn de hippocampus, amygdala en diencephalon en alle delen ven het limbisch systeem nodig.

  2. Procedureel geheugen: dit is de herinnering waarbij het gaat om de manier waarop je iets doet, bijvoorbeeld bij fietsen.

 

Korte termijngeheugen ( = working memory/short-term memory) registreert informatie voor een korte tijd, dus enkele seconden/minuten. (bijvoorbeeld een telefoonnummer even onthouden voordat je het gaat intoetsen)

 

Lange termijngeheugen (= long term memories) zijn herinneringen die voor dagen of jaren worden opgeslagen.

Consolidatie: het proces waarbij kortetermijngeheugen lange termijn geheugen wordt.

 

Neurale basis van leren en geheugen

Retrograde amnesie: na een klap op het hoofd is de persoon een variabel tijdsbestek het korte termijn geheugen verloren. De persoon kan dus niet vertellen wat er vlak voor de klap is gebeurd.

Langetermijn geheugen ‘overleeft’ anesthesie, trauma of elektroconvulsieve shock. Hieruit kan geconcludeerd worden dat werk geheugen elektrische activiteit nodig heeft.

 

Anterograde amnesie: dit is het gevolg van schade aan het limbische systeem en geassocieerde structuren als de hippocampus, thalamus en hypothalamus. Personen hebben moeite met het ‘omzetten’ van korte termijn geheugen naar lange termijn geheugen. Van voor de klap tegen het hoofd kan de persoon zich alles herinneren maar vanaf dat moment kan de persoon zich alleen dingen in het korte termijn geheugen herinneren.

 

Er zijn verschillende modellen bedacht om te begrijpen hoe het geheugen werkt.

Long-term-potentiation (LTP): sommige synapsen ondergaan een eeuwige vergroting in hun effectiviteit als ze veel gebruikt worden.

Long-term depression (LTD): verlaagt de effectiviteit van synaptische contacten tussen neuronen. Het mechanisme ontstaat door veranderingen in de kanalen in de post-synaptische membranen.

Plasticiteit: de mogelijkheid van neuraal weefsel om te veranderen als gevolg van activatie.

ACTH, vasopressine en noradrenaline hebben invloed op het vasthouden van geleerde ervaringen. Dat betekent dat de hormonale consequenties van onze ervaringen onze herinneringen hiervan beïnvloeden.

Opioide peptiden, enkephaline en endorphine hebben invloed met leren en herinnering, vooral als het leermoment een pijnlijke stimulus bevat.

 

Cerebrale dominantie voor taal

In 90% van de mensen is de linker hemisfeer gespecialiseerd om taal te produceren.

De centra voor taalfunctie zijn in de linker hemisfeer in de temporale, pariëtale en frontale cortex naast de fissuur van Silvie. (deze fissuur scheidt de temporaalkwab van de frontaalkwab en de parietaalkwab.)

Schade aan de temporale regio, het gebied van Wernicke, resulteert in afasie. Er zijn problemen met het begrip. De personen hebben vele moeite om het gesproken of geschreven woord te begrijpen, hoewel hun gehoor en zicht niet aangetast zijn.

Schade aan het gebied van Broca, dit is het gebied dat verantwoordelijk is voor articulatie, kan expressieve afasie veroorzaken. De personen hebben dan moeilijkheden met gecoördineerde ademhaling en bewegingen met de mond die nodig zijn voor taal, hoewel ze hun lippen en toch wel normaal kunnen gebruiken.

Fysiologie (Vander’s Human Physiology) Hoofdstuk 10.2

Voor een vrijwillige beweging gebeurt er op 3 niveaus iets: het hoogste level (cortex) beslist de beweging en maakt contact met het middelste level (o.a. cerebellum en hersenstam), die zet het om in specifieke programma’s voor de verschillende spieren, en het lokale level (ruggenmerg en perifere zenuwen) waar het uiteindelijk in een beweging uitdraait.

Dat lokale level is belangrijk om informatie naar hogere levels te sturen, maar ook om onverwachte bewegingen te maken, bijvoorbeeld een reflex bij pijn.

Het signaal vanuit de cortex gaat niet rechtstreeks naar een eindplaatje in een spier, maar er zijn altijd interneurons. Lange interneuronen zijn belangrijk bij complexe bewegingen. Interneuronen integreren alle signalen, vanuit de cortex, vanuit andere interneuronen en perifere receptoren (bv. huid).

Interneuronen werken ook als een aan/uit-knop, waardoor een lokale reflex kan worden genegeerd omdat er een tussenkomst is van hogere levels. Je reflex is om iets los te laten als het heet is, maar door de interneuron, kies je ervoor om het neer te zetten.

De afferente zenuwen vanuit het lokale level, brengen informatie van een beweging naar boven vanuit: de spier zelf, de spieren eromheen: antagonisten, de pezen/ gewrichten/ huid die ook meedoen in een beweging. Hierdoor geeft de beweging feedback op hoe de beweging verloopt.

De lengte van de spier wordt gemeten door spierspoeltjes. Deze bestaan uit uiteinden van afferente zenuwen die om speciale spiervezels zijn heen lopen die in een extra bindweefsellaagje zijn verpakt. Deze verpakte spiervezels zijn ‘intrafusual fibers’, de andere spiervezels van de spier zijn de ‘extrafusual fibers’.

Er zijn twee soorten spierspoeltjes: die de mate van uitrekking meten: nuclear chain fibers, en die de snelheid van uitrekking meten: nuclear bag fibers.

Ze gaan meer signalen naar de afferente zenuw afgeven als de spier meer of sneller wordt uitgerekt. Als de spier wordt aangespannen en verkort zouden ze geen actiepotentialen moeten doorgeven. Echter als er op een spier bijna nooit spanning komt, zou er geen informatie van de stand van die spier doorgegeven worden. Dit wordt voorkomen door de alfa-gamma co-activatie. Op de extrafusual fibers zitten alfa-zenuw eindplaatjes, en op de intrafusual fibers zitten gamma-zenuw eindplaatjes. Omdat de spiervezels in het spierspoeltje bijna niets bijdragen aan de sterkte van de spier, worden deze door middel van gamma-zenuw geactiveerd om juist de spanning hoog te houden in deze vezels zodat ze weer kunnen meten als de spier nog meer verkort wordt.
 

Door alfa-gamma co-activatie is er altijd informatie over de stand van de spier, ook tijdens een gehele verkorting van de spier.

 

Bij een rek-reflex wordt een spier kortstondig uitgerekt waardoor de rekreceptoren de afferente zenuwen een reden geven tot een actiepotentiaal. Deze wordt in het ruggenmerg direct over gegeven via slecht 1 synaps naar een efferente zenuw naar dezelfde spier, die vervolgens zorgt voor contractie. Dit is dus monosynaptisch.

De meeste reflexen en bewegingen zijn echter polosynaptisch en zitten er veel interneuronen tussen.
 

Bij een contractie van een spier, moet er tegelijkertijd een ontspanning van de antagonist optreden. Dit gebeurt door een remming van het signaal in de synaps die naar de antagonist gaat. Dit proces noem je reciprocale innervatie.

Ook worden er synergetische spieren geactiveerd bij het signaal naar contractie van die ene spier. Synergetische spieren zijn ‘hulpspieren’ die helpen bij het correct uitvoeren van de beweging.

 

De spanning van een spier hangt af van: de lengte van de spier, de kracht die op de spier staat, en de mate van moeheid van de spier. Deze spanning die alle spiervezels samen leveren wordt gemeten door de Golgi-peeslichaampjes. Dit zijn de uiteinden van een afferent zenuw die om een collageenbundel in de pees zit. Wanneer een spier contraheert ontstaat er meer spanning op de pees. De collageenbundels zijn in rust iets gebogen, maar bij spanning worden ze recht en daarmee wordt de receptor geactiveerd.
 

Een passieve uitrekking van de spier, zorgt voor minder actiepotentialen door de Golgi-peeslichaampjes, dan een actieve contractie van de spier.

 

Door informatie van de spierspoeltjes en Golgi-peeslichaampjes, brengen afferente zenuwen informatie naar hogere levels, waardoor een beweging kan worden bijgestuurd. Daarnaast geeft ook nog de huid informatie, bijvoorbeeld bij de terugtrekreflex. Als je bijvoorbeeld op iets scherps gaat staan, wordt aan de ipsilaterale kant de voet omhoog getrokken, en zal er aan de contralaterale kant ook van alles gebeuren om de beweging op te vangen. Dit is de ‘crossed-extensor reflex’.

 

Oogheelkunde: Hoofdstuk 1 (paragraaf 1.1, 1.2 en 1.8)

 

Het oog is gelegen in de oogkas; de orbita, en wordt ondersteunt door adnexen (accessoire structuren): oogleden, conjuctiva, traanapparaat en extrinsieke oogspieren. De oogbol ligt ingebed in vet en bestaat uit twee segmenten: het voorste segment tussen de cornea en lens die is gevuld met waterige vloeistof (humor aquosus) en het achterste segment, achter e lens, die is gevuld met gelachtige vloeistof (corpus vitreum). Het visuele systeem loopt van het hoornvlies tot aan de occipitale schors.

 

De wand van de oogbol bestaat uit drie lagen: de harde oogrok of sclera, het vaatvlies of choroidea en de retina. Deze drie lagen heten ook wel: tunica fibrosa, tunica vasculosa en tunica interna. De harde oogrok is in het voorste gedeelte het doorzichtige hoornvlies of cornea. De sclera en cornea zorgen voor het behouden van de oogboldruk.
 

De cornea bestaat uit: epitheel, membraan van Bowman, stroma, membraan van Descemet en endotheel. Het epitheel is 10% van de dikte en stroma 90%. Het hoornvlies bevat zeer weinig water, wat van belang is voor de helderheid. Dit wordt in stand gehouden door een pompmechanisme in het endotheel. Cornea bevat geen bloedvaten en veel sensibele zenuwuiteinden. Breking van cornea naar water is 42 dioptrie, dit is ongeveer 70% van de totale breking.

 

De tunica vasculosa (uvea) bestaat uit: choroidea (vaatvlies), corpus ciliare en de iris. Het choroidea is opgebouwd uit een laag grote vaten aan de buitenkant (lamina vasculosa) en een laag van fijne vaatjes aan de binnenkant (lamina choroidocapillaris).

In het voorste gedeelte wordt de uvea dikker en bevat deze spiervezels: corpus ciliare. Hierin zitten radiaire en circulaire spierbundels, ook wel musculus ciliaris. Deze spier is verzorgt de accommodatie en wordt parasympathisch aangestuurd. De iris is het voorste gedeelte van de uvea en is eigenlijk een diafragma die de hoeveelheid binnenkomend licht kan regelen. De pupilgrootte wordt geregeld door 2 spiertjes: m. sphincter pupillae (parasympathisch) en de m. dilator pupillae (sympathisch).

 

De retina bestaat uit een buitenste pigmentlaag en een binnenste neurale laag. De pigmentlaag ligt tegen de choroidea aan en bedekt ook de corpus ciliare en de iris. De pigmentlaag is voor de absorptie van licht om weerkaatsing in de oogbol te voorkomen. De neurale laag loopt minder ver naar voren en hier vind ook geen fotoreceptie plaatsvinden. De laag bestaat uit (van binnen naar buiten): ganglioncellen, bipolaire neuronen en fotoreceptoren. In de fovea centralis is deze laag het dunst wat bijdraagt aan goede gezichtsscherpte.

Het achterste deel van de oogbol is bij oogspiegelen zichtbaar en dit is de fundus, hier bevindt zich de macula lutea of gele vlek. In de gele vlek is een centrale depressie waar geen bloedvaten zijn en dit is de fovea centralis.

 

3 mm mediaal van de macula lutea zit de blinde vlek (papilla nervi optici). Hier bevinden zich geen fotoreceptoren omdat de n. opticus de oogbol hier verlaat.

De retina bevat ongeveer 6 miljoen kegeltjes, met een sterke ophoping in de fovea centralis. Kegeltjes zijn van belang voor kleuren zien en scherp zien

Daarnaast zijn er 120 miljoen staafjes die vooral in de periferie voorkomen en van belang zijn voor het zien bij een lage lichtintensiteit.

De uitlopers van de retinale ganglioncellen verlopen in de zenuwvezellaag (binnenste laag van retina) naar de papilla n. optici. Vanaf daar gaan ze als n. opticus naar de punt van de orbita en bereiken via de canalis opticus de schedelholte. Beide oogzenuwen komen boven de sella turcica bij elkaar in het chiasma opticum, waaruit weer 2 bundels uittreden: de tractus optici.

 

De zenuwvezels van de nasale retinahelften bevatten informatie over het temporale gezichtsveld. Deze vezels kruisen in het chiasma opticum en vervolgen hun weg in de contralaterale tractus opticus. De vezels die uit beide temporale retinahelften komen en informatie over de nasale gezichtsvelden bevatten, blijven ongekruist en zetten zich voort in de ipsilaterale tractus opticus.
Deze verdeling van zenuwvezels geeft een sleutel voor de lokalisatie van bepaalde aandoeningen in de hersenen.
De meeste vezels van de tractus opticus verlopen naar het corpus geniculatium laterale en synapteren hier met het volgende neuron. Een klein aantal zenuwvezels buigt voor het corpus geniculatum af richting de colliculus superior. Deze vezels vormen het afferente deel van de pupilreflexbaan. De pupilreflex is een reflectoire vernauwing van beide pupillen bij lichtinval. De vezels voor de pupilreflex gaan vanaf de pretectale kernen naar zowel de ipsi- als contralaterale nucleus van Edinger-Westphal. Via de n. oculomotorius wordt vervolgens de m. sfincter pupillae aangezet tot contractie, wat leidt tot pupilvernauwing. Doordat ook de contralaterale nucleus van Edinger-Westphal bij de pupilreflex is betrokken, zal lichtinval op één retina leiden tot vernauwing van de ipsilaterale pupil (directe lichtreflex) en de contralaterale pupil (indirecte lichtreflex).
Vanuit de neuronen in het corpus geniculatum bereikt de visuele informatie via de radiatio optica de primaire visuele cortex. Dit gebied bevindt zich in de naar elkaar toegekeerde zijden van de occipitaalkwabben. In de primaire visuele cortex zijn de verschillende delen van de retine vertegenwoordigd waarbij de macula lutea met een buitengewoon groot deel van de visuele cortex correspondeert. Hieruit blijkt de enorme divergentie van de verbindingen van de kegeltjes van de fovea centralis. Alle andere, meer perifeer gelegen kegeltjes en staafjes samen vertonen al in de retina een convergerende verbinding met bipolaire cellen en ganglioncellen, om uiteindelijk in de visuele schors op een veel kleiner aantal cellen te zijn aangesloten. Dit draagt bij aan een verhoging van het discriminatievermogen van de centrale netvlieskegeltjes, ten koste van dat van de perifere kegeltjes.
De fusie van de twee tractus optici zorgt voor corresponderende informatie uit twee ogen wat de basis vormt voor diepte zien. Buiten de primaire visuele cortex bevindt zich de visuele associatiecortex. Deze is van belang voor de perceptie van kleur en diepte en herkenning en interpretatie van beelden.

 

Oogheelkunde: Hoofdstuk 2.2

 

Algemeen onderzoek omvat 6 onderdelen:

  1. Gezichtsscherpte en gezichtsvelden

  2. Uitwendige inspectie en pupilreacties

  3. Oogstand en oogbewegingen

  4. Onderzoek van de brekende media

  5. Fundoscopie

  6. Oogdrukmeting

 

Gezichtsscherpte (visus) = vermogen van het oog om twee dicht bij elkaar gelegen punten afzonderlijk waar te nemen.

Minimum separatie= de ondergrens van dit onderzoek

Een punt wordt onderscheiden als twee kegeltjes op het netvlies los van elkaar geprikkeld worden waarbij er minimaal 1 niet geprikkeld kegeltje tussen zit.

 

Gezichtsscherpte wordt beïnvloed door:

  • Fysieke factoren: alles dat invloed heeft op de afbeelding (optiek van cornea en lens)

  • Fysiologische factoren: factoren die werking van de zintuigelementen kunnen beïnvloeden.

  • Psychologische factoren: hebben te maken met herkenningsvermogen

 

De nauwkeurigste bepaling wordt gedaan met behulp van ringen van Landolt of E-haken.

Visusbepaling gebeurt altijd eerst sine correctione (=s.c.) en daarna cum correctione (= c.c.)

Het opnemen van de visus wordt altijd op een afstand van 6 meter gedaan.

 

Gezichtsscherpte wordt uitgedrukt in de formule V=d/D, waarbij

V= visus,

D= afstand van de letterkaart tot de patiënt in meters,

d= afstand waarop een normaal oog de letter nog kan herkennen

 

Interpretatie van de visus

  1. 0-3 maanden: volgt volwassene met de ogen, kijkt naar eigen handjes

  2. 6 maanden: grijpt met de handpalm naar kleine voorwerpen

  3. 12 maanden: grijpt met duim en wijsvinger, zoekt speelgoed dat buiten het gezichtsveld is gevallen.

  4. De ontwikkeling van de visus is pas voltooid na 4 jaar

 

Gezichtsveldonderzoek

Gezichtsveld = het totale veld dat wordt waargenomen bij een gefixeerde blikrichting. Een normale visus heeft een uitbreiding van 90 graden temporaal, 50 graden superior, 60 graden nasaal en 60 graden inferior.

Verschil gezichtsscherpte en gezichtsveld:

gezichtsscherpte is een maat voor de functie van de fovea centralis.

Gezichtsveld is de functie van de totale retina

 

Centrale gezichtsveld wordt onderzocht met het ruitjespatroon van Amsler waarbij dit op leesafstand wordt gehouden. Iemand met een absoluut centraal scotoom neemt het kruispunt van de diagonalen niet waar.

 

De perifere begrenzing van het gezichtsveld wordt bepaald met de confrontatiemethode volgens Donders. Patiënt en onderzoeker kijken elkaar recht aan. De onderzoeker steekt zijn linkerarm recht uit en beweegt de vingers langzaam van buiten naar binnen. Terwijl de patiënt en onderzoeker elkaar recht blijven aankijken, moet de patiënt aangeven wanneer hij de bewegende vingers ziet.

 

Uitwendige inspectie en pupilreacties

Uitwendige inspectie kan belangrijk zijn voor oogproblematiek.

Bij focale belichting wordt het oog schuin invallend belicht. Er wordt hierbij gekeken naar de oogleden, traanpuntjes, cornea, conjuctivae en sclerae.

 

Pupil reacties

De pupil reguleert de hoeveelheid licht die het oog binnendringt.

De directe pupilreactie is de snelle vernauwing van ipsilaterale pupil na extra verlichting van de pupil.

De consensuele pupilreactie is de normale pupilvernauwing van de contralaterale pupil.

De pupilreactie van beide ogen hoort gelijk te zijn.

 

Het relatief-afferente pupildefect (RAPD) (ook wel marcus-gunn-pupilreactie of swinging-flashlightfenomeen) is karakteristiek voor een laesie van de n. opticus. Het relatief-afferente pupildefect heeft de volgende eigenschappen:

  • Bij diffuse belichting zijn beide pupillen gelijk

  • Bij het afdekken van het gezonde linkeroog worden beide pupillen wijd

  • Bij belichting van het gezonde linkeroog ontstaat beiderzijds pupilvernauwing

  • Bij belichting van het gestoorde rechteroog ontstaat beiderzijds minder pupilvernauwing ( = relatiever pupilverwijding) dan bij belichting van het gezonde linkeroog.

 

Een afwezige pupilreactie is altijd pathologisch. Oorzaken kunnen zijn: complete laesie van de n. opticus, ernstige hersenstamlaesies, traumatische mydriasis of het gebruik van atropine-oogdruppels.

 

Oogstand en oogbewegingen

De werking van de oogspieren wordt bepaald door de ogen een lampje of voorwerp te laten volgen in de zes kardinale bewegingsrichtingen: naar rechts en naar links horizontaal, naar rechts- en linksboven en naar rechts- en linksonder.

Een blikparese is het onvermogen van beide ogen om actief in een bepaalde richtring te kijken. De oorzaak is supranucleair gelegen.

 

Onderzoek van de brekende media

Met een spleetlamp wordt een lichtvlak schuin op het oog geworpen en dit beeld, een optische doorsnede van de brekende media (cornea, voorste oogkamer, lens glasvocht) wordt bekeken met een binoculaire microscoop.

Met focale belichting wordt een spleetvormige lichtbundel op het oog gericht. Door de microscoop kunnen de details goed bekeken worden.

Met diffuus licht wordt een diffuse lichtbundel op het oog geworpen. Men krijgt dan een overzichtsbeeld waarvan de details moeilijk te herkennen zijn.

Met regradiënt licht wordt de spleetverlcihting gedecentreerd ten opzichte van de focus van de microscoop. Het te onderzoeken deel van het hoornvlies wordt dan verlicht door licht dat van de iris terugkaatst. Hiermee wordt de achtervlakte van de cornea bekeken.

Het netvlies kan ook met een spleetlamp worden bekeken door als men gebruik maakt van een funduscontactglas of van een 90-dioptrieenlensje.

 

Fundoscopie

Er bestaat een indirecte en directe methode.

De directe methode is de oorspronkelijke methode van Von Helmerholtz. Hierbij wordt de lichtbundel in het oog geworpen. Als onderzoeker en patiënt emmetroop zijn, zal het licht uit het oog van de patiënt terugkaatsen als een evenwijdige bundel licht. Deze bundel wordt opgevangen door de retina van de onderzoeker.

 

Bij de indirecte methode (door Ruete) worden evenwijdige stralen die uit het oog komen in een verzamellens opgevangen en in het brandpunt van deze lens afgebeeld als een omgekeerd beeld. Met deze methode kan een groot deel van het netvlies worden beoordeeld.

De oogspiegel kan ook worden gebruikt voor het bekijken van de media. Als er licht in het oog valt, zal de pupil rood oplichten. Zijn er troebelingen aanwezig in de media, dan zullen die een schaduw veroorzaken in de rood oplichtende pupil. Op deze manier kunnen troebelingen door cataract op een eenvoudige manier worden opgespoord.

 

Oogdrukmeting

De druk van een gezond oog ligt tussen de 10 en 21 mmHg. Drukschommelingen bedragen ongeveer 4 mmHg. De intraoculaire druk zakt in de loop van de dag, ’s avonds is de druk het laagst en ’s morgens vroeg het hoogst.

Voor het meten van de oogdruk kan gebruikt worden gemaakt van applanatietonometrie of non-contacttonometrie.

Bij applantatietonometrie is een verdovende oogdruppel nodig. Bij deze onderzoeksmethode wordt de cornea afgeplat. De kracht die nodig is om het fluoresceïnepatroon te verkrijgen is via ijking met een manometer omgerekend tot mmHg en dus een maat voor intracoulaire druk.
 

Oogheelkunde: Hoofdstuk 5

Refractie is het lichtbrekende vermogen van een medium, meestal een lens, waardoor invallende lichtstralen tijdens het passeren van richting veranderen. De refractie wordt uitgedrukt in dioptrieën (D). 1 D is het brekend vermogen van de lens om de lichtstralen te laten samenkomen op 1 meter achter de lens. De totale refractie van het oog is de som van de breking in de verschillende structuren van het oog. Hierbij zijn belangrijk: de corneakromming, de lenssterkte en de aslengte van het oog. Samen ongeveer 60 D. Corneakromming verandert weinig na 3e levensjaar. Lens groeit hele leven door appositie van lensvezels. Hierdoor neemt tussen 20-65 jaar de lens doorsnede toe en dit heeft gevolgen voor de totale refractie.

 

Emmetropie is het normale scherpe zien zonder correctie en accommodatie. Hierbij wordt het brandpunt van de invallende lichtstralen precies op het netvlies gevormd.

 

Ametropie is het geval als het brandpunt niet precies op het netvlies wordt gevormd. Hierbij heb je twee vormen: myopie(bijziend) en hierbij valt het brandpunt voor het netvlies, en hypermetropie(verziend) en hierbij valt het brandpunt achter het netvlies.

Oorzaken van myopie zijn: te sterk brekend systeem of te lange oogas. De refractie is hierbij negatief. Oorzaken van hypermetropie zijn: te zwak brekend systeem of te korte oogas. De refractie hierbij is positief.

 

Een optisch systeem noemen we sferisch als de brekende kracht in alle meridianen gelijk is, waardoor er 1 brandpunt is. Bij emmetropie en ametropie is dit het geval.

Astigmatisme is als de brekende kracht niet in alle meridianen gelijk is, waardoor er geen brandpunt is maar er worden twee loodrecht op elkaar liggende brandlijnen vertoont. Dit komt meestal door de cornea. Een sferisch lens lijkt op een ronde voetbal en een astigmatische lens op een ovale rugbybal.

 

Anisometropie berust op een verschil in refractie tussen beide ogen. Is het verschil erg groot, meer dan 4 D dan spreek je van aniseiconie. Antimetropie, hier spreek je van als 1 oog positief ametroop is en 1 oog negatief ametroop.

 

Accommodatie is het boller worden van de lens, door contractie van de musculus ciliaris en het ontspannen van de lensbandjes. Door te accommoderen wordt het brandpuntsafstand kleiner en komt het brandpunt naar de retina toe. De echte refractie van het oog kan alleen worden vastgesteld als er niet wordt geaccommodeerd.

Het accommodatievermogen neemt af met de leeftijd. Dit is een gevolg van de ouder wordende lensmassa die minder plastisch wordt. Bij het emmetrope oog begint bij ongeveer 45 jaar het natuurlijke accommodatievermogen te kort te schieten voor voorwerpen op 30 cm afstand van het oog. Dit proces van veroudering heet presbyopie.

 

Refractieafwijkingen geven niet altijd klachten. Er kan hoofdpijn optreden, maar de voornaamste klacht is dat de visus zodanig verminderd is dat het last geeft in het dagelijks leven.
 

De vraag of het visusprobleem een gevolg is van een ametropie of van een andere pathologische afwijking, is te beantwoorden door gebruik van een stenopeïsche opening. Als de visus verbetert bij het kijken door het kleine gaatje, dan is de retina niet vertroebeld. Verbetert de visus niet, dan ligt het probleem niet slechts aan ametropie.
 

Refractioneren is het vaststellen van het brandpunt of de brandlijnen, en hieruit volgt de correctie die nodig is om weer een scherp beeld te kunnen vormen. Hypermetropie wordt gecorrigeerd met een positief glas, myopie met een negatief glas. En astigmatische lenzen met een cilinderglas, die ook positief of negatief kan zijn.

Bij de subjectieve refractiebepaling zet men de patiënt brillenglazen van verschillende sterkte voor en laat de patiënt de letterkaart lezen. Men gaat met positieve lenzen door tot de visus weer slechter wordt en bepaald zo de sterkte die nodig is voor optimaal scherp zien. Bij negatieve lenzen wordt er gestopt zodra er geen visus verbetering meer optreedt. Daarna kunnen er nog verschillende cilindrische glazen worden voorgezet waarbij de as-richting wordt gevarieerd tot de best bereikbare visus is gevonden.
 

Objectieve refractiebepaling wordt uitgevoerd met de schaduwproef of met skiascopie. Hierbij wordt het oog gedruppeld om de accommodatie uit te schakelen en de pupil te verwijden. Dan wordt er bij verschillende lenzen waargenomen hoe de weerkaatsing van een lichtbundel verloopt.

 

Bij astigmatisme heb je twee hoofdbrandpunten. Eerst wordt er door een sferische lens de sterkst brekende hoofdmeridianen verplaatst tot deze op het netvlies valt. Daarna gebruik je een cilinderglas om de zwakst brekend ook op z’n plek te krijgen. Bij het cilinderglas moet je ook weer kiezen tussen positieve of negatieve lens, doordat het zwakste meridiaan nog voor of achter het netvlies valt.

De behandeling bij een ametropie is een bril of contactlenzen. Vooral bijzienden hebben voorbaat bij de contactlens, omdat het dichter tegen de cornea zit, neemt de beeldkwaliteit iets toe. Er worden voornamelijk nog zachte contactlenzen gebruikt.

Er is ook refractieve chirurgie mogelijk.

 

Oogheelkunde: Hoofdstuk 13

De neuro-oftalmologie heeft als onderwerp: het oog in relatie tot het centrale zenuwstelsel. Hieronder vallen: aandoening van de afferente banen die betrokken zijn bij het zien, bij de sensibiliteit van het oog en het gelaat; aandoening van de efferente banen die betrokken zijn bij het proces van het kijken (oogbewegingen); aandoening van de autonome banen die betrokken zijn bij pupillen, accommodatie en m. tarsalis van het ooglid; alle oogafwijkingen die komen kijken bij neurologische ziekten.

 

Bij onderzoek van de pupillen moet gelet worden op: de vorm, de grootte, de gelijkheid en de pupilreacties. Zijn hier afwijkingen dan is algemeen oogheelkundig onderzoek geïndiceerd.
 

Normaal is de pupil rond en centraal in de iris. Is dit niet het geval en is het aangeboren, dan moet je denken aan: coloboom van de iris (embryonaal sluitingsdefect) of ectopia pupillae. Is het niet aangeboren dan kan je denken aan: cornea- of scleraperforatie (iris is in de wond vastgeklemd) of iridectomie na intraoculaire chirurgie.
 

De grootte van de pupillen wordt bepaald door de hoeveelheid invallend licht, door sympathische (pupilverwijdend) en parasympathische (pupilvernauwend) aansturing. Ook medicijnen en drugs kunnen invloed hebben.
 

Normaal zijn de pupillen gelijk van grootte: isocorie. Er is sprake van ongelijke pupillen (anisocorie) als er de diameter meer dan 1mm verschilt. Belangrijkste oorzaak anisocorie is uitval van n. oculomotorius en geeft verwijde pupil. Dit kan komen door aneurysma of door een tumor cerebri. Meest voorkomende oorzaak is farmacologisch, bijvoorbeeld bij gebruik van oogdruppels.
 

Syndroom van Horner geeft sympathische uitval van het oog, hierdoor heb je miosis: een nauwere pupil.
 

Syndroom van Adie (pupillotonie) geeft parasympathische uitval van de pupil, hierdoor heb je mydriasis: verwijde pupil, met afwezige of sterk verminderde pupilreactie op licht. De oogbewegingen zijn wel normaal, en pupil vernauwd bij toediening van 1 druppel verdund pilocarpine.
 

Pupilreacties zijn de reactie van de pupil op verschillend lichtinval. Bij afwijkingen hierin worden de testen uitgebreid: pupilreactie op nabijzien en op farmacologische druppeltesten. ‘Light-near dissociation’ is het geval als bij een afwezige pupilreactie op licht, maar een aanwezige pupilreactie op nabijzien.

 

Recepten voor een goed gesprek: Hoofdstuk 22: In gesprek met de oudere patiënt

 

Zorgen voor oudere mensen is anders dan zorg verlenen aan patiënten uit jongere generaties. Er zijn verschillen in levensfase, dagelijkse activiteiten en psychosociale omstandigheden. Medisch gezien is er bij oudere patiënten vaker sprake van een samenspel van meerdere klachten, één of meerdere chronische aandoeningen en een complexere medische voorgeschiedenis.

 

Een gesprek met een oudere patiënt vraagt een andere benadering van artsen. Het is in de eerste plaats belangrijk om medisch inhoudelijk voldoende te weten over veelvoorkomende gezondheidsproblemen bij oudere mensen zoals gewrichtsaandoeningen, hartproblemen, diabetes mellitus type 2, gehoorproblemen of visuele problemen. Wanneer de problematiek van de oudere patiënt meervoudig en complex is, spreekt men ook wel van een ‘geriatrische’ patiënt. In gesprek met een geriatrisch patiënt kan je merken dat oudere patiënten trager zijn, de patiënt last kan hebben van verwardheid, de zintuigen niet meer goed kunnen functioneren (in een groep mensen van 75-79 jaar heeft 75% gehoorproblemen) of de patiënt kan een bewegingsbeperking hebben.

 

Belangrijk is de attributie en betekenis van symptomen. Als een patiënt zegt dat hij aan één oor niet meer goed hoort, hoeft er soms niet meteen een gehoor apparaat worden aangemeten. Er kan bijvoorbeeld ook sprake zijn van een oorsmeerprop. Vage symptomen bij oudere patiënten kunnen specifieke implicaties hebben. Bij interpreteren van de klacht is het belangrijk informatie te hebben over chronische en acute symptomen.

 

Een functionele beoordeling is een inschatting van hoeverre het de patiënt lukt om de dagelijkse bezigheiden uit te voeren. De punten die hierbij horen zijn: gehoor, visus, spraak, zelfredzaamheid, mobiliteit, cognitieve conditie en psychische gesteldheid.
Om inzicht te krijgen in het activiteitenniveau kun je de ADL schaal (Algemeen Dagelijks Leven) of de IADL schaal (Instrumenteel Algemeen Dagelijks Leven) gebruiken. Hiermee kun je de functionele toestand uitdrukken in een mate van beperking. Bij de ADL schaal hoort: wassen, aankleden, toiletgang, verplaatsen, continentie en eten en bij de IADL schaal hoort: telefoneren, naar bestemmingen verder dan loopafstand gaan, boodschappen doen, eigen maaltijd bereiden, eigen medicijnen innemen en zelf geld beheren.

 

In de spreekkamer of in de onderzoeksruimte zal je aandacht moeten geven aan de mate van bewustzijn van de patiënt, let hierbij op: aandacht en concentratie, oriëntatie, geheugen, taal, handelen, waarnemen, stemming, spraak en bewegingsbeperking.

 

Soms is een formeel onderzoek van de cognitieve functies noodzakelijk. De Mini-Mental State Examination (MMSE) wordt hiervoor gebruikt. Voorbeeldvragen hieruit zijn: welk jaar is het? Welk seizoen is het? Welke datum is het vandaag? Welke provincie zijn we nu?

 

In het gesprek met de oudere patiënt verdienen een aantal onderwerpen specifieke aandacht, zoals het slaap-waak ritme (bent u in staat wakker te blijven, voelt u zich uitgerust of overdag moe, valt u overdag wel eens in slaap?), de voedingstoestand (verminderde eetlust of verminderde voedselinname, hoe zijn de eetgewoonten?), medicatie (huidige medicatie, lukt het om de medicatie in te nemen en op de juiste tijdstippen en vroegere medicatie, vergeet hierbij niet de vitamines, mineralen en alternatieve middelen) en de medische voorgeschiedenis (de kinderjaren, vroegere gebeurtenissen en familieanamnese).
Er zijn een aantal gespreksonderwerpen die relevant zijn voor oudere patiënten, maar die vaak moeilijk blijken te zijn om te bespreken, zowel voor de arts als voor de patiënt. Deze onderwerpen kunnen persoonlijke onderwerpen zijn, maar ook emotioneel beladen keuzes, veiligheid van de patiënt in zijn omgeving en verlies van onafhankelijkheid.

 

Geschat wordt dat 15% van de mannen en 30% van de vrouwen op latere leeftijd te maken krijgt met incontinentie klachten. Soms schamen mensen zich voor de klachten of denken ze dat het bij ouderdom hoort. In sommige gevallen is de klacht goed te verhelpen.

 

Depressie en suïcidale gevoelens komen nogal eens voor bij oudere mensen. Depressie kan zich echter atypisch manifesteren, waardoor het nogal eens onderkend wordt Let op bij oudere patiënten met slaapproblemen, weinig energie, algemene pijntjes en ongemakken. Vergeetachtigheid komt ook veel voor en roept vaak angst op bij de patiënten en hun omgeving.

 

Neem niet aan dat oudere mensen niet seksueel actief zijn of dat ze niet om seks geven. Veranderingen in seksueel functioneren kunnen een gevolg zijn van bepaalde ziekten in plaats van een gevolg van ouderdom.

 

Iedereen wil zo lang mogelijk gezond blijven en zelfstandig door het leven gaan, maar soms is het echter raadzaam om mogelijke hulp in het huishouden of hulp bij persoonlijke verzorging in een vroeg stadium te bespreken. Ook omdat dit onderwerp raakt aan de autonomie van de patiënt, is hier een respectvolle houding geboden.

 

Ook kan het lastig zijn om met ouderen te praten over hun laatste wilsbeschikking. Je kunt een patiënt helpen door aan te geven dat je bereid bent over dit onderwerp te praten. Het initiatief moet verder vanuit de patiënt komen.

 

Het belangrijkste in het gesprek is contact te maken met de patiënt en respect te tonen voor diens belevingswereld. Dat vergt een open en empathische gesprekshouding en geduld. De manier waarop de arts het gesprek voert moet afgestemd worden op de individuele patiënt.

 

Een aantal richtlijnen zijn: zorg voor rust in de omgeving, zich altijd ‘u’ tegen de patiënt, heb geduld en geef ruimte om te antwoorden, sta toe dat de patiënt zich op zijn/haar manier uitdrukt, help de patiënt zijn/haar zelfrespect te bewaren, respecteer de behoeftes van de patiënt en houd rekening met slechthorendheid of visuele beperkingen.

 

Vanzelfsprekend gelden bovenstaande richtlijnen en suggesties ook voor gesprekken met oudere patiënten die vergeetachtig zijn. Er zijn echter een paar specifieke aandachtspunten die belangrijk zijn met dementerende patiënten. Op dit moment telt Nederland zo’n 250,000 mensen met dementie. Spreek duidelijk en gericht tot de patiënt (oogcontact), gebruik korte, duidelijke zinnen en directe bewoordingen, help met oriënteren (leg uit wie je bent en wat je gaat doen), stel één vraag tegelijk, visualiseer de informatie met een tekening of een plaatje, gebruik multiple choice vragen en blijf communiceren en geef de patiënt vertrouwen en feedback: bevestig dat het goed gaat.

 

 

Richtlijnen voor mensen met een visuele beperking zijn de volgende: sommige slechtzienden hebben last van het licht en voelen zich prettiger op een zitplaats waar het minste daglicht is, duidelijk praten en goed articuleren, non verbale aanmoedigingen worden niet gezien, dus probeer te hummen of ja te zeggen, wees zo concreet mogelijk te zijn (“één meter voor u staat de onderzoeksbank”), laat niets slingeren waar de patiënt over kan struikelen, zeg wanneer je opstaat om door de kamer te lopen en laat bij lichamelijk onderzoek weten wat je gaat doen en waar je de patiënt aan gaat raken.

 

Richtlijnen voor mensen met een gehoor probleem zijn de volgende: ga niet schreeuwen of heel hard praten, praat juist rustig en duidelijk, oogcontact is erg belangrijk, gebruik zoveel mogelijk gebaren en bewegingen bij het praten en zorg dat je mond zichtbaar is, zorg voor voldoende verlichting en pas op voor tegenlicht, controleer de akoestiek van de spreekkamer en voorkom achtergrondlawaai, pas je taalgebruik aan en vermijd vakjargon, leg duidelijk uit wat er gaat gebeuren en probeer niet meerdere dingen tegelijk te doen en geef belangrijke informatie altijd op schrift mee.

Wanneer de patiënt zelf aangeeft cognitieve of andere problemen te hebben die het dagelijks functioneren belemmeren, vraag dan of de patiënt hulp krijgt van mensen in zijn of haar omgeving. Wellicht is het in de toekomst een goed idee om deze persoon een keer uit te nodigen voor een driegesprek.

 

Leerboek psychiatrie: Hoofdstuk 8: Cognitieve stoornissen

 

Delirium is een organisch-psychiatrische stoornis, gevolg van lichamelijke ziekte of gebruik van geneesmiddel

 

Classificatie delieren:

  • Door somatische aandoening

  • Door intoxicatie met middel

  • Onthoudingsdelirium

  • Delirium door multipele oorzaken
     

Criteria delirium:

  • Bewustzijnsstoornis→ verminderd besef van omgeving, verminderd aandacht, functioneren is veranderd

  • Veranderingen in cognitieve functie

  • Stoornis ontwikkelt zich in uren/dagen en fluctueert in de loop van de dag
     

Eerste symptomen:

  • ’s Nachts slapeloosheid, overdag sufheid

  • Levendige dromen/nachtmerries

  • Illusoire vervalsingen en momenten van desoriëntatie

  • Moeite met denken en concentratie

  • Rusteloosheid of teruggetrokkenheid

  • Geïrriteerd, angst en gespannenheid

 

Meestal nemen symptomen ’s avonds en ‘s nachts in ernst toe. Bij ernstige delieren is het onmogelijk om een gesprek met de persoon te voeren (van zwijgen tot schelden). Anamnese bij deze patiënten is niet betrouwbaar. Bij delirium zijn hallucinaties levensecht. Hyperactief delirium gepaard met angst veroorzaakt verschijnselen van autonome overactiviteit (hypertensie, tachycardie etc.).

 

Intoxicatiedelirium gebeurt vaak bij ouderen, er is sprake van samenhangende veranderingen in famacokinetiek en metabolisme en cerebrale kwetsbaarheid voor effecten van farmaca of polyfamacie. Intoxicatiedelirium kan ook wel voorkomen bij mensen na zelfmoordpoging door intoxicatie en ic-patiënten.
 

Delirium tremens is alcoholonthoudingsdelirium, Deze vorm van een delier ontstaat binnen een week na staken of verminderen van overmatig alcoholgebruik, gekenmerkt door delirium en autonome hyperactiviteit. Delirium tremens bij patiënt in slechte somatische toestand verhoogt complicatierisico en dood. Behandeling met benzodiazepinen is noodzakelijk bij deze autonome hyperactivatie en er moet thiamine (+ vit. B complex) worden gegeven.
 

Benzodiapineonthoudingsdelirium bestaat uit ichamelijke symptomen (misselijk, spierpijn) en psychische klachten (angst, slapeloosheid) na plotseling staken van benzodiazepinen Dit behandel je door weer te starten met benzodiazepine en dit langzaam af te bouwen.

 

Mini-mental state examination (MMSE)= hiermee wordt het niveau van cognitief functioneren beoordeeld.

 

Confusion assesment method (CAM)= voor het snel ontdekken van delirium (sommige mensen werken niet mee met MMSE), bestaande uit vier items

 

Items CAM:

  • Acuut begin of fluctuerend verloop

  • Verminderde aandacht

  • Gedesorganiseerd denken

  • Veranderd bewustzijn
     

Hyperactief-hyperalert delirium= motorische onrust, agitatie en verhoogde afleidbaarheid, vooral bij onthouding van alcohol en benzodiazepinen.

Hypoactief-hypoalert of stil delirium= apathisch, teruggetrokken gedrag en verminderde alertheid, vooral bij ouderen en hepatische encefalopathie.

 

Bij ouderen is dementie moeilijk te onderscheiden van delirium, maar bij delirium ontstaan de symptomen acuut en dementie ontwikkelt zich in een lange tijd.
Ook nemen de symptomen bij dementie in de loop van tijd toe en is er geen verschil in de loop van de dag, terwijl bij delirium het fluctuerend is en ’s nachts vaak erger wordt.
Een demente patiënt is extra kwetsbaar voor een delirium. Bij een acute verergering van de symptomen van een demente patiënt moet dus worden gedacht aan een delirium.

Ook het onderscheid tussen hypoactief-hypoalert delirium en depressieve stoornis kan moeilijk zijn. Depressie ontstaat wel sluipender dan delirium.

Delirium ontstaat door een samenspel van predisponerende en luxerende factoren. Hoe kwetsbaarder een persoon is (predisponerend), hoe minder luxerende factoren er nodig zijn om een delirium te krijgen.

 

Etiopathogenetische hypothesen delirium:

  • Neutrotransmitterhypothese: gestoorde neurotransmitterbalans door verminderd oxidatief metabolisme in hersenen, verminderde cholinerge activiteit in hersenen

  • Ontstekingshypothese: cytokines beïnvloeden hormoonregulatie via hypothalamus-hypofyse-bijnierschors

 

Haloperidol is eerste keuze bij farmacologische behandeling, heeft weinig effect op hart en bloeddruk, vormt geen gevaar voor ademhaling en is nauwelijks anticholinerg werkzaam.

 

Clozapine is een alternatief voor haloperidol, bijv. bij ziekte van Parkinson dat een contra-indicatie is voor haloperidolgebruik. Een delirium dat veroorzaakt wordt door intoxicatie met anticholinerg werkzame middelen, wordt met cholinesteraseremmers behandeld.Onthoudingsdelirium wordt eerst met benzodiazepinen behandeld in plaats van met haloperidol.

Meestal duurt delirium enkele dagen tot weken, maar hangt af van ernst, duur en prognose van onderliggende aandoeningen, kwetsbaarheid en resultaat van behandeling. Bij ouderen treedt niet altijd volledig cognitief herstel op.

Diagnostiek van alledaagse klachten: Hoofdstuk 10: Oorpijn

 

Slechter horen
 

Subjectieve slechthorendheid is verminderde waarneming van geluid en minder verstaan van spraak.

Objectieve gehoorstoornis is het verlies van 35 dB en duidt een gehoorverlies aan.

Geleidingsdoofheid bestaat uit oorzaken in gehoorgang tot en met het middenoor.

Perceptiedoofheid bij oorzaken na geleidingsoverdracht van gehoorbeentjes aan binnenoor, dus in de cochlea of de afvoerende zenuwbanen.
 

Recruitment= abnormale toename van luidheid als geluid harder is. Zwakke geluiden worden nauwelijks gehoord en harde geluiden zijn onaangenaam hard. Dit komt bij ouderen voor en gaat gepaard met gehoorverlies.

Bij kinderen wordt slechter horen opgemerkt door achterstand in gedrag of spraaktaalontwikkeling. Gehoorverlies komt vaak voor met oorsuizen (tinnitus).

Geluid komt binnen via oorschelp en gaat door gehoorgang naar trommelvlies. Het trommelvlies trilt door geluid en de gehoorbeentjes in middenoor worden in beweging gebracht. Er zijn drie gehoorbeentjes: hamer (malleus), aambeeld (incus) en stijgbeugel (stapes).
 

Stijgbeugel brengt vloeistof in cochlea in beweging, waardoor trilhaartjes in de wand gaan bewegen.

Cochlea is het slakkenhuis. In haarcellen in de cochlea ontstaat een chemische potentiaalverandering die door gehoorzenuwen naar de hersenen gaan.

 

Slechter horen kan door verschijnselen in:
 

  1. Uitwendige gehoorgang (cerumen, oftewel oorsmeerprop)

  2. Trommelvlies (perforatie)

  3. Middenoor (otitis media acuta (OMA) of otitis media met effusie (OME))

  4. Binnenoor (lawaaidoofheid of presbyacusis)

Slechter horen door cerumen begint geleidelijk met plotselinge verergering (zwemmen/douchen).
 

OME is een otitis media met effusie, vaak bij kinderen, Buis van Eustachius werkt niet (goed), waardoor er een onderdruk ontstaat in het middenoor, Bij een chronische ontsteking hoopt zich vocht op in het middenoor, leidend tot doofheid. Acute dysfunctie van de buis van Eustachius kan door verkoudheid of vliegen komen.
 

OMA is een otitis media acuta een bacteriële infectie van middenoor, vaak met oorpijn en koorts. OMA is te diagnosticeren door trommelvliesafwijkingen (rood, bomberend trommelvlies) en verdwijnt meestal spontaan.

Paracentese is het krijgen van purulent vocht bij doorprikken van trommelvlies.

Myringitis is een virale ontsteking van het trommelvlies, het geeft minder horen en heftige pijn en geneest in 2 dagen

Cholesteatoom is een benigne tumor, ontstaat door of samen met chronische otitis media, epitheel van uitwendige gehoorgang is binnengegroeid. Bij acuut idiopatisch gehoorverlies gaat het meestal om eenzijdig perceptief gehoorverlies.
Lawaaidoofheid kan ontstaan door geluid luider dan 80 dB en daardoor wordt het binnenoor beschadigd, waardoor er gehoorverlies ontstaat.
 

Presbyacusis is ouderdomsdoofheid,, komt door beschadigingen aan midden- en binnenoor zorgen voor gehoorverlies en er is sprake van degeneratie van haarcellen (vooral in slakkenhuis) en verdwijnen van zenuwvezels. Bij ouder worden verdwijnt ook beweeglijkheid van trommelvlies en gehoorbeentjes, wat in zijn totaliteit leidt tot ouderdomsdoofheid, oftewel presbyacusis.
 

Otosclerose is zeldzaam, een langzaam progressieve geleidingsdoofheid door abnormale botvorming van labyrintkapsel rond het ovale venster
 

Ziekte van Ménière is slechthorendheid in aanvallen met duizeligheid en oorsuizen (langdurige aanvallen), door hydrops in labyrint. Ook een

brughoektumor is zeldzaam, tumor gaat uit van gehoorzenuw.
 

Slechthorendheid kan veroorzaakt door medicijnen (zeldzaam!). Het gaat dan om de medicijnen antibiotica, kinine- en salicylpreparaten.

OME komt vaak voor bij kinderen tot 7 jaar en wordt vaker vastgesteld in winter dan in zomer. Na meningitis komt perceptief gehoorverlies vaker voor. Acuut begin van gehoorklachten duidt vaak op lawaaitrauma. Plotseling gehoorverlies na zwemmen kan door cerumenproppen. Eenzijdig gehoorverlies komt voor bij eenzijdige OME, lawaaitrauma, acuut idiopatisch gehoorverlies en een burghoektumor.
 

Tweezijdig gehoorverlies (meestal!) komt voor bij OME, lawaaidoofheid of presbyacusis. Bij OMA is er vaak sprake van oorpijn en als trommelvlies doorgebroken is ook otorroe (uitvloed van vloeistof uit het oor) en jeuk.
 

Oorpijn, jeuk en otorroe komt ook vaak voor bij otitis externa. Als patiënt verkouden is of bovenste luchtweginfecties heeft, gaat het vaak om OME.

 

Bij otoscopie wordt gekeken naar:

  1. Cerumenproppen→ pas gehoorverlies bij volledige afsluiting van gehoorgang

  2. OMA→ trommelvlies rood en soms bomberend

  3. OME→ bellen achter trommelvlies

  4. Otitis externa→ zwelling, schilfering, roodheid, otorroe, vesiculae en erosies

  5. Myringitis→ roodheid en vesikels/bullae bij normale stand trommelvlies

 

Fluisterspraaktest
Onderzoeker staat op armlengte achter de patiënt en de patiënt moet herhalen wat onderzoeker zegt. De test is afwijkend als meer dan vier combinaties niet goed wordt herhaald.

 

Stemvorkproeven volgens Rinne en Weber
Perifere uitval is geleidingsdoofheid, centrale uitval duidt op perceptiedoofheid. Als de botgeleiding groter is dan luchtgeleiding gaat het om geleidingsdoofheid. Als de luchtgeleiding groter is dan botgeleiding duidt het op perceptiedoofheid, of op een normale situatie. Stemvork wordt met voet op midden van schedel geplaatst. Als patiënt het geluid in het midden hoort wijst dit om symmetrisch gehoor. Als de patiënt het geluid aan kant van slechte oor, wijst dit op geleidingsverlies van dat oor. Als patiënt geluid aan kant van beste oor hoort, wijst dit op perceptieverlies van slechte oor.

Contributions, Comments & Kudos

Add new contribution

CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Enter the characters shown in the image.
Summaries & Study Note of World Supporter Cycle
Join World Supporter
Join World Supporter
Log in or create your free account

Why create an account?

  • Your WorldSupporter account gives you access to all functionalities of the platform
  • Once you are logged in, you can:
    • Save pages to your favorites
    • Give feedback or share contributions
    • participate in discussions
    • share your own contributions through the 11 WorldSupporter tools
Content
Access level of this page
  • Public
  • WorldSupporters only
  • JoHo members
  • Private
Switch Font
Statistics
38