Nevrotransmittere. Grunnleggende om nervesystemet. Clive Bramham. Nevronal cellebiologi. Membranpotensialet. Aksjonspotentialet. Synapsepotensialet

Like dokumenter
NEVROTRANSMITTERE. og deres mekanismer. Linda White Inst. for nevromedisin, NTNU. Notater til forelesning , Stadium 1C

Grunnleggende om nervesystemet

NEVROTRANSMITTERE. og deres mekanismer. Linda White Inst. for nevromedisin, NTNU. Notater til forelesning , Stadium 1C

Glutamat reseptorer og signaltransduksjon. Læringsmål: Ha grundig forståelse for oppbygningen, funksjonen og utbredelsen av glutamat reseptorer.

Viktige funksjoner. Formidle impulser fra sanseorgan og danne sanseopplevelser

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Membranpotensial og aksjonspotensial

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Fysisk aktivitet. Fysisk aktivitet. Mekanismene. Effekt av fysisk aktivitet på hjernen. Mekanismene

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Predisponerende faktorer for rusbruk

Basal nevrofarmakologi

Transport av ioner og næringsstoffer over cellemembranen

Alkohol: Nevrobiologi og farmakologi Akutte tilstander og helseproblemer ved langvarig bruk Svein Skjøtskift

Hva skjer i hjernen ved rusmiddelbruk?

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Hjernens plastisitet og mekanismer for restitusjon og rehabilitering

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Transport av ioner og næringsstoffer over cellemembraner. Læringsmål IA: Beskrive ulike mekanismer for transport over membraner

Repetisjonsoppgaver i anatomi/fysiologi Nervesystemet

Patogenesen ved delirium - er det noe nytt?

Smerte. Arne Tjølsen

Farmakodynamikk! Farmakodynamikk, definisjon:! Legemidlers virkningssted (targets) og virkningsmåte. Reseptorbegrepet; definisjon

FFI RAPPORT KARTLEGGING AV INTERAKSJONER MELLOM KOLINERG OG GLUTAMATERG NEVROTRANSMISJON I HIPPOKAMPUS VED ORGANOFOSFATFORGIFTNING

Flervalgsoppgaver: Nervesystemet

Kapittel 20, introduksjon

EKSAMEN I EMNE SIF4070 CELLEBIOLOGI Mandag 7. mai 2001 Tid: kl Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt.

Lynkurs i rusfeltets farmakologi

Oppgave: MED2200-2_OPPGAVE1_H16_ORD

22. Mai Eksamen i NEVR2010. Du vil få to ulike typer oppgaver. KORTSVARSSPØRSMÅL og SANT eller USANT.

Disposisjon. Noen fakta om hjernen KROSS 2014 Kompetanse om Rehabilitering Om Syn og Slag. KFAmthor VVHF 1

I dette dokumentet er det en stikkordsmessig oversikt over emnene, unntatt Hode-hals.

Psykiatriske sykdommer og rusmiddelavhengighet. Hva er de kliniske og neuropsykiatriske assosiasjoner?

Rus og avhengighet Et biologisk perspektiv

Enkel oversikt-smertefysiologi

Avhengighet og nevrobiologi

Viktige opplysninger: Oppgavesettet utgjør totalt 100 vekttall. Antall vekttall er vist i parentes ved hver spørsmålsgruppe.

Side 1 av 7 MED4500-2_V19_ORD. Eksamensbesvarelse. Eksamen: MED4500-2_V19_ORD

Antidepressiva Virker de mot depresjon hos pasienter med demens?

Alkohol: Nevrobiologi og farmakologi Akutte tilstander og helseproblemer ved langvarig bruk Svein Skjøtskift

Introduksjon til nevrotoksikologi

Repetisjonsoppgaver samling 1 Cellen

Alkohol og benzodiapiner:

Ernæringsterapi. Aminosyrer. Aminosyrer. Aminosyrer (2) Aminosyrer (3) Signalstoffer. Neurotransmittere- signalstoffer. Jens Veiersted

Cellesignalisering II: Reseptor tyrosin kinaser, cytosoliske kinaser

Farmakologi: Det autonome nervesystemet

Oncogenic Mutations Affecting Cell Proliferation

Eksamensoppgave i PSY3111 Individuell utvikling, gener, nervesystem og atferd

Modul 13 Biologiske forhold ved depresjon hos eldre

Det nevrobiologiske grunnlaget for motivasjon og målrettet atferd

Alkohol og nevrobiologi

22. Mai Eksamen i NEVR2030. Du vil få to ulike typer oppgaver. KORTSVARSSPØRSMÅL og SANT eller USANT.

Prevalens av demens-alle typer I Norge i dag ca personer demente. I 2040 vil det være nesten !

Cerebral parese og genetikk Har det noe med hverandre å gjøre?

Personlige (rus)valg i et nevrobiologisk perspektiv. Jørg Mørland Professor (em) dr.med. (UIO) Fagdirektør (FHI)

Innhold. Del 1 Bakgrunnskunnskap... 17

Det nevrobiologiske grunnlaget for motivasjon og målrettet atferd

BI 212- Protein Sorting - Kap. 17 Syntese og mål for mitokondrie- og kloroplast-proteiner (forts.)

Oppgaver Oppgavetype Vurdering Status 1 IDR101 høsten 2016 Flervalg Automatisk poengsum Levert. 2 oppgave 1 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert

Hva er smerte? Lars Jørgen Rygh

MOMENTLISTE (H2012) Nevrobiologi

Hele eksamen består av 68 oppgaver (100 poeng) på 6 sider (inkludert forside).

Eksamensoppgave i PSY2013/PSYPRO4313 Biologisk psykologi II

Medikament-assistert avrusning: «one size fits all?» Definisjon avrusning. Definisjon abstinensbehandling Tradisjonelt mangfold

Oppgave: MED2200_OPPGAVE1_H18_ORD

Forelesninger i BI Cellebiologi. Enzymer : senker aktiveringsenergien. Figure 6.13

Proteiner og aminosyrer

Oppgaver Oppgavetype Vurdering Status 1 IDR101 høsten 2016 Flervalg Automatisk poengsum Levert. 2 oppgave 1 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert

Cannabis: Biologiske aspekter Behandlingsstrategier

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIG UNIVERSITET Side 1 av 5 INSTITUTT FOR FYSIKK. EKSAMEN I FAG CELLEBIOLOGI 1 august 1997 Tid: kl

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK EKSAMEN I EMNE TFY4260 CELLEBIOLOGI OG CELLULÆR BIOFYSIKK

Proteiner og aminosyrer

Epilepsi hos barn. Foreldreundervisning ved lege SSE

TRANSPORT GJENNOM CELLEMEMBRANEN

Hvor farlig er gjentatte anfall (for kognisjon)?

Regulering av karbohydratstoffskiftet

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Kan vi regne ut hvordan vi tenker?

Karakterisering av Ca 2+ -avhengig glutamaterg eksitotoksisitet i cerebellære granulærceller

Smertefysiologi. Definisjon. Smertetyper ulike inndelinger Petter Bogsti Manuellterapeut

Grunnleggende cellebiologi

Oppgavesettet utgjør totalt 100 vekttall. Antall vekttall er vist i parentes foran hver spørsmålsgruppe.

Side 1 av 7 MED4500-2_H18_ORD. Eksamensbesvarelse. Eksamen: MED4500-2_H18_ORD

EKSAMEN I EMNE SIF4070 CELLEBIOLOGI

Obligatorisk oppgave 2 MBV1030 Høst 2005

Bacheloroppgave. Effekten av pusteøvelser på innsovningstiden til personer med innsovningsproblemer og

Oppgave: MED2200-2_OPPGAVE2_V17_ORD

Nevrokjemiske undersøkelser av to dyremodeller for ADHD

Psykose og rusmisbruk; noen teorier om hvorfor

Smertefysiologi. Jan Sture Skouen Seksjonsoverlege, AFMR, Professor, UiB

Besvarelse eksamen SIF4070 Cellebiologi 7. august 2003

Avhengighet til rusmidler - syk eller slem - etiske utfordringer

Drug design på data n

Nevrobiologisk forståelse av

Psykotrop medikasjon

Søvn. 1 av 49. Sleep is potentially dangerous

1. Medfødt og ervervet immunitet. Karl Schenck, V2015

MED2200-2_OPPGAVE3_V17_ORD DEL 1

Marianne Skov-Skov Bergh Utvikling av væskekromatografimassespektrometrimetoder. av nevrotransmittere i dialysat og hjernevev fra rotte og mus

Transkript:

Grunnleggende om nervesystemet Nevronal cellebiologi Membranpotensialet Aksjonspotentialet Synapsepotensialet Nevrotransmittere Gliaceller Synaptisk plastisitet 1 Nevrotransmittere Clive Bramham 2 1

Basal medisinsk nevrobiologi Underviser: Clive BRAMHAM Synapser (Kap 4, ss 67-75) må leses først. 1) Nevrotransmittersystemer: Kap. 5 Kap 9, s 154. 2) Glia: Kap. 2. 3) Synaptisk plastisitet: Kap. 4, s. 75-80, Kap 9. s 154. Kap 32. s 502, og støtteark. Nevrogenese og regenerasjon: Kap 11, s-174-176. 3 Læringsmål nevrotransmittere (NT) Klassifiseringen av nevrotransmittere (f.eks. aminosyrer, biogene aminer, nevropeptider, gasser) på grunnlag av kjemisk struktur, syntese, lagring, virkningsmekanisme, samt anatomiske og funksjonelle trekk. Klassifisering av transmitterreseptorer og hovedtrekkene for reseptorenes virkningsmekanimser (ionotrop, G-proteinkoblet, reseptortyrosinkinaser). Transmittersubstanser: glutamat, GABA, acetylkolin, noradrenalin (NA), dopamin (DA), serotonin (5-HT), nevropeptider (BDNF, enkefalin) og nitrogenoksid (NO). Kjennskap ti anatomi (nervecelletype og baner), syntese, virkningsmekanisme og funksjon. 4 2

Forklar virkning av funksjon: 1) glutamat og GABA gir hhv raskt eksitasjon og hemming 2) Noradrenalin - modulerende transmitter. 3) Enkefalin og BDNF - nevropeptidtransmittere. Spatial og temporal summering av synaptiske potensialer (EPSP og IPSP) Skal kunne gjør rede for samspillet og interaksjoner mellom nevrotransmittere, for eksempel i forbindelse med langtidspotensiering (LTP). 5 Overordnet om nevrotransmittere (NT) NT er hovedansvarlig for kommunikasjon i CNS -sanser, motorikk, inforamsjonslagring, emosjoner, stemningsleie, søvn-våkenhet NT oppdeles i ulike klasser med ulik kjemi, anatomisk utbredelse, og funksjon NT påvirker membranpotensialet, AP fyringsfrekvens og mønster. NT påvirker intracellulære prosessor som genuttrykk og proteinsyntese 6 3

Nevrale nett Hjerneområder Enkelt nevron - egenskaper Atferd Gen og proteinuttrykk Synapser Nevrotransmittere 7 Nervecelle Nettverk av nerveceller Hjernen med sine: 100 milliardernerveceller (10 11 ) 100 trillioner synapser (10 14 ) 3.2 millioner km nervetråder (80 ganger rundt jordkloden) er det mest komplekse maskin som finnes i naturen, med et energibruk av bare 10 Watt. 8 4

Frigjøring av nevrotransmitter i synaptisk terminalen. 1. Synaptisk vesikkel spesialiset organelle for syntese, larging og frigjøring av transmitter. 2. AP depolariserer den presynaptisk membranen. 3. Docking av vesikkel ved presynaptisk membranen. 4. Depolarisering aktiverer Ca 2+ ionekanaler. 5. Åpning av vesikkel og frisetting av transmitter. 6. Diffusjon av transmitter over synaptisk spalte. 7. Aktivering av ligand-styrte ionekanaler (reseptorer) i den postsynaptisk membranen. 12 10 11 8. Generering av det postsynaptisk potensialet (depolarisering eller hyperpolarisering). 9. Overføring av det postynaptiske potensialet. 10. Innaktivering av transmittersubstans. 11. Inndragning av vesikkel-membranen (endocytose). 12. Syntese/re-opptakk av transmittersubstans i en rekonstituert vesikkel. 9 Kjemisk synaptisktransmisjon Syntese Lagring Frisetting Reseptor aktivering Transmitter inaktivering 10 5

Nevrotransmitter Definisjon Transmitteren lagres, som oftest i nerveterminalen. Tidstedeværelse av synteseapparat for transmitteren Transmitteren frisettes ved nevronalt stimulering. Tidstedeværelse av en reseptor. Farmakologisk blokade av reseptoren blokkerer virkningen av transmitteren. Tilførsel av transmitteren gir en fysiologisk respons. Tilstedeværelse av en inaktiveringsmekanisme for transmitteren (reopptak, degradering). 11 Inndeling av nevrotransmittere Klassiske NT er småmolekyler som: dannes i nerveterminalen vha enzymer lagres i små, klare vesikler inaktiveres ved reopptak 1. Aminosyre-transmittere (glutamat, GABA) 2. Aminer (Noradrenalin, serotonin, dopamin) 3. Acetylkolin Ikke-klassiske NT 1. Peptid-transmittere (nevrotrofiner, enkefaliner, m.fl.) 2. Gass-transmittere (nitrogenmonooksid, m.fl.) 12 6

Neurotransmittere Aminosyrer Glutamate γ-aminobutyric acid GABA Glycine Kolinester Biogeneaminer Epinephrine Norepinephrine Dopamine Serotonin Histamine 13 Histamine Serotonin 14 7

Presis, punkt-til-punkt Modulerende Volumtransmisjon 15 Aminosyre-transmittere Hovedansvarlig for eksitasjon (glutamat) og inhibisjon (GABA (γ-aminobutansyre)og glysin). - Lokal synaptisk virkning. - Punkt-til-punkt transmisjon. - Samhandling mellom eksitasjon og hemming + + - 16 8

Projeksjons nevron -Langt akson/kobling mellom hjernerområder -Eksitasjon (glutamat) -Eksempel (pyramidecelle i cortex) Internevron - Kort akson/kobling lokalt - Inhibisjon (GABA) - Eksempel (basketcelle i cortex) Internevron (GABA) + + - Pyramidecelle (Glu) 17 Glutamat Glutamat er hovedansvarlig for rask, eksitasjoni CNS. Brukes i projeksjonsnevroner(ikke internevroner). Syntese: Indirekte fra glukosegjennom Krebs syklus (transaminering av α-ketoglutarat) Enzym: aminotranferase Direkte fra glutamine (glutamat-glutamin krets) Enzym: glutaminase Lagring: små, klare vesikler. Lagres vha vessikel glutamat transportøren (VGluT) 18 9

Glutamat Inaktivering: Opptak vha glutamat transportører hovedsakelig i glia astrocytter, men også i nerveterminalen Glutamat omdannes til glutamin i glia celler, fraktes tilbake til nerveterminal, og blir omgjort igjen til glutamat (glutamat-glutamin syklus). 19 Glutamatreseptorer Ionotrope (iglur): AMPA-R. Ansvarlig for raske EPSPer. Natrium permeabel. AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid) is a synthetic compound that is a specific agonist for the AMPA receptor. NMDA-R (N-metyl-D-aspartat). Ionekanelen er transmitter og spenningsstyrt. Kalsium permeabel. Viktig ved synaptisk plastisitet. Metabotrope (mglur): Gruppe 1. Postsynaptisk. Positiv G-protein kobling til fosfolipase C. Gruppe 2 & 3. Presynaptisk. Negativ G-protein kobling til adenylylsyklase. Autoreseptorer hemmer glutamat frisettning. 20 10

Glutamat Presynaptisk terminal Glia Postsynaptisk Spina 21 SYNAPSE 10.000 per nervecelle Nervecelle Dendritt Dendritt gren Dendritt Stamme Dendritt Spina Nerveende : Reseptor transmitter 22 11

Glutamatsynapser sett i elektronmikroskopisk snitt Nerveterminal med små, klare vesikler Dendritt spina med postsynaptisk fortettning Gliacelle (astrocytt) Postsynaptisk fortettning 23 Postsynaptic Density (PSD) Aktivering av NMDA-R krever: 1) Glutamat binding 2) membran depolarisering Kanalen er calsiumpermeabel. Funksjon: Ca 2+ er en second messenger. Ca2+ fremkaller en langvarig økning i synaptisk styrke. Fenomenet, som kalles langstidspotensiering (LTP), er et eksempel på synaptisk plastisitet. 24 12

NMDA-R regulering 25 Glutamatreseptorer - postsynaptisk fortettning Synapsespalte PSD Små, klar vesikkler ved aktivsonen AMPAR NMDAR mglur 26 13

Postsynaptisk fortettning (postsynaptic density, PSD) Svært proteinkompleks (flere hundre ulike proteiner) -Signaltransduksjon i spina -Regulering av synapse størrelse og funksjon Feng and Zhang, Nature Rev. Neurosci., 2009 27 PSD består av: - NT reseptorer - adaptorproteiner som PSD-95 - små G-proteiner som Ras og Rap - enzymer som Ca2+/calmodulin-avhengig proteinkinase II - actin filamenter og assosierte proteiner - signaltransduksjon i spina - regulering av synapse størrelse og funksjon Feng and Zhang, Nature Rev. Neurosci., 2009 28 14

Glutamat: funksjon & klinikk Funksjon Hovedsystem system for presis prosessering av informasjon (sanser, motorikk, kognisjon). Synaptisk plastisitet og hukommelse. Klinikk veldig bredt og sammensatt Eksitotoksisitet (f.eks. ved epilepsi og ischemi) Psykiatri (schizofreni og depresjon) Alzheimers demens 29 Eksitotoksisitet (f.eks. ved epilepsi og ischemi) Dårlig blod/oksygen tilførsel. ATP tap og glutamat transporteren svekkes eller reversere i rettning, slik glutamat nivå i spalten blir vedvarende høy. Kraftig vedvarende influks av Ca2+ pga stor glutamat frisetting og aktivering av NMDAR. Ca2+ buffer-kapasitet intracellulært overskrides. Cytoplasmisk nivå av Ca2+ blir dermed alt for høy. Dette fører til patalogisk aktivering av en rekke enzymer bl.a. endonuclease, protease som fører til celleskade og celledød. 30 15

GABA (γ-aminobutansyre) Hovedansvarlig for rask, punkt-til-punkt hemming (IPSP). Syntese: Indirekte fra glukose Direkte fra glutamat Glutamate GABA Glutamic acid decarboxylase Lagring: små, klare vesikler. 31 GABAreseptorer Located pre- and postsynaptic GABA a-receptor GABA-A= ionotrop. Vanligvis postsynaptisk. Klor permeabel. Gir rask hyperpolarisering. GABA-B= metabotrop. Pre-og postsynaptisk. G-protein kobling til kalium kanal. Gir sakte hyperpolarisering. 32 16

GABA Inaktivering Opptak ved hjelp av GABA transportører (GAT) i glia og nerve terminaler Inaktiveres i mitokondria av enzymet GABA transaminase (GABA-T) 33 GABA Presynaptisk terminal Glia Postsynaptisk Nevron 34 17

GABA internevroner - Lokale inhibitoriske kretser Tilbakeførende hemming Fremoverførende hemming + - + + - + 35 Stoffer som øker GABA-A Cl- kanal aktivitet - som øker IPSP Valium (Diazepam) Angstdempende middel (anxiolytikum), hypnotikum (før operasjon), og anti- epileptikum (ved status epilipticus). Valium er kjemisk i klassen benzodiazepin. Valium er en positive allosterisk modulator av GABA-A, som øker åpnings frekvens av Cl kanalen. Etanol også stimulerer åpning av kanalen. Mekanismen er ikke avklart. Barbiturat anestetika (som fenobarbital) forlenger åpningstiden for Cl kanalen 36 18

GABA synapse Nerveterminal Postsynaptisk membran (uten postsynaptisk fortettning) 37 GABA: funksjon & klinikk Funksjon Hovedsystem for presis hemming (IPSP). Hemmende kretser (tilbakeførende og fremoverførende). IPSP styrer nervecellens eksitabilitet. IPSP kan kortslutte (stoppe) EPSP i dendritter og hemme AP dannelse ved cellelegemet. Dannelse av rytmer (EEG) og synkronisering av nettverk Klinikk Epileptisk anfall synkron fyring (AP) i glutamaterge nevroner. Angst tilstander (valium) 38 19

Amin-transmittere (biogenic amines) Finnes i små grupper av nevroner eller kjerner Utbredt aksonnett påvirker mange hjerneområder Ekstrasynaptisk, volumtransmisjon (ikke punkt-til-punkt). Virker hovedsakelig gjennom G-proteinstyrte reseptorer. 39 40 20

Presis, punkt-til-punkt Modulerende Volumtransmisjon 41 Syntese av DA og NA Fra aminosyren tyrosin DA Nigrostriatal bane Mesolimbisk Mesokortikal Dopamin (DA) NA Locus coeruleus Noradrenalin (NA) Katekolaminer: benzen med to hydroksylgrupper og en alifatiskamin sidegruppe 42 21

Syntese av serotonin (5-hydroksytryptamin, 5HT) Fra aminosyren tyrosin i n. raphe 43 Inaktivering av amin NT Enzymatisk Monoaminoksidase (MAO). Catechol-O-methyl transferase, COMT. Reopptak i terminalen DAT (dopamintransportør) NET (noradrenalintransportør) SERT (sertonintransportør) Diffusjon 44 22

Noradrenalin 45 Noradrenalin 46 23

Modulerende virkning. Lager ikke aksjonspotensialer selv, men påvirker effekten av glutamat og GABA. Kan regulere fyrings frekvens og mønster. Koordinerende, globale virkninger som ved regulering av oppmerksomhet og søvn-våkenhet. F.eks. alle amin-transmittere kan øke fyringsaktivitet ved å blokkerer en Ca2+-avhengig kalium konduktans. 47 Noradrenalin modulerer AP fyringsfrekvens - NA øker AP fyring tillater skur av AP - Skjer ved selektiv oppmerksomhet Glutamat- NMDAR - Kalsium influks - Ca2+/calmodulin Åpner SK-kalium kanal Dette hemmer AP. NA - beta1 reseptorer - Lukker SK kalium kanelen. Tillater AP. Glutamat Glutamat I dette forsøket ser vi at AP stopper opp selv om glutamat fremdeles er tilstede. Glutamat fører til kalsium influks (NMDAR bl.a), og kalsium åpner en spesiell type kaliumkanal (SK-kanal), hvilket bremser AP fyring. NA modulerer virkningen av glutamat. Tillater høyfrekvent AP ved selektiv oppmerksomhet. NA aktiverer beta1-adrenoceptorer som fører til lukking kaliumkanalen via aktivering av et ukjent G- protein signal. NA endrer modus operandi endre hjernens tidlstand! Høyfrekvent fyring av glutamaterge nevroner er viktig for plastisitet (langtidspotensiering). 48 24

Serotonin 49 Serotonerge fibre i neokorteks 50 25

Noradrenalin og Serotonin: funksjon & klinikk Funksjon Selektiv oppmerksomhet Stemningsleie Søvn-våkenhet Smerteregulering Autonom funksjoner Fødeinntak Klinikk Depresjon og angst Søvnforstyrrelser 51 Virkning av ulike antidepressiva 52 26

Dopaminerge baner og deres funksjon 53 Dopaminerge baner og deres funksjon 1) Motorisk kontroll (substantia nigra til striatum) Parkinsons sykdom nevrodegenerativ tilstand med svinn (død) av DA nevroner i substantia nigra. Symptom lindring med L-Dopa terapi. 2) Belønnings systemer (mesolimbisk; VTA til n.accumbens) Avhengighet av diverse slag (cocain, gambling). 3) Kognisjon (mesokortikal; VTA til Prefrontal korteks) Schizofreni (antipsykotika blokkerer DA-reseptorer) 54 27

Acetylkolin Første transmitter identifisert PNS og CNS Acetyl-CoA Kolin Syntese I terminalen ved hjelp av enzymet choline acetyltransferase (ChAT). Kolin acetyltransferase Acetylkolin 55 Acetylkolin Acetylcholine Enzymet acetylkolinesterase (AChE) omformer acetylkolin til inaktive metabolitter: kolin og acetat ACh hydrolysen skjer ekstracellulært. Kolin taes opp i terminal og brukes til nysyntese av Ach. Acetylcholin esterase Reuptake Acetate Choline 56 28

Acetylkolin 57 Acetylkolinreseptorer muskarin reseptoren (machr) er metabotrop. Mest utbredt reseptortype i hjernen. Nikotin reseptorer (nachr) er ionotrope. Permeable for natrium og kalium. Finnes ved skjellettmuskel, men også i CNS. 58 29

Acetylkolin 59 Acetylkolin: funksjon & klinikk Funksjon Selektiv oppmerksomhet Synkronisering av nettverk (rytmer) Søvn-våkenhet Klinikk Alzheimers demens en aspekt av sykdomer er svinn av kolinerge nevroner i n.basalis.takrin kolinesterase hemmer ren symptomatisk terapi. Ikke behandling. 60 30

Ikke-klassiske transmittere Peptid-transmittere (mer en 50 forskjellige) Syntetiserer i cellelegemet Dannes ved deling av større prekursorproteiner Lagres i "dense core" vesikler Volumtransmisjon. G-proteinkoblete reseptorer Ingen reopptak (inaktivering av peptidaser) Frisettes ved høyfrekvent fyring. Eksempler: nevrotrofiner som BDNF, enkefalin 61 Transmitter sameksistens Flere transmittere i samme nerveterminal Klassisk transmitter samlokalisert med en eller flere nevropeptider. Peptiden lagres i dense-core vesikler og frisettes maksimalt ved høyfrekventaktivitet Peptiden regulerer effekten av den klassiske transmitteren Eksempler Glutamat og opioide peptider (enkefaliner) Glutamat og BDNF Acetylkolin og vasoaktiv intestinal polypeptid (VIP) Noradrenalin og nevropeptid Y (NPY) 62 31

Nevropeptider (som enkefalin) frisettes ved høyfrekvente AP-fyring. Glutamat vesikkel Enkefalin i dense-core vesikkel 63 Glutamat og enkefalin i samme nerveterminal dvs coeksistens Glu frisettes alene (uten enkefalin) ved lavfrekvent AP i terminalen Glu og enkefalin frisettes begge ved høy-frekvent AP Enkefalin binder til mu opioidreseptorer på GABA internevronet, hvilket hyperpolariserer og hemmer internevronet Under normale forhold med lavfrekvent AP, vil aktivering av GABA internevronet medføre fremoverførende hemming. Men, enkefalin frisetting ved høyfrekvent fyring vil hemme internevronet, og vi får tap av inhibisjon (såkalt disinhibisjon) av pyramidecellen. Den økte depolariseringen av pyramidecellen vil kunne fremme EPSP summasjon på dendrittet, og dermed fremme LTP dannelse. 64 32

Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) -syntese fra propeptid. -lagring i større vesikler (Dense core og andre) - pre og/eller postsynaptisk frisetting - aktiverer membran tyrosinkinase-reseptorer - inaktiveres enzymatisk, ved opptak, og ved diffusjon 65 BDNF-TrkB ved glutamat synapsen BDNF frisettes postsynaptisk ved NMDAR aktivering BDNF virker tilbake på TrkB reseptorer på spina. TrkB signaler påvirker genuttrykk NB! Synaptisk plastisitet Pre Post TrkB BDNF TrkB Glutamate A N iglurs + 66 33

BDNF regulerer transkripsjon og proteinsyntese BDNF TrkB Trk receptor Translasjon nucleus Transkripsjon Gass-transmittere Syntese Nitrogenmonooksid (NO) NO syntase isoformer inos macrophage inducible, in microglia enos endothelial nnos neuronal 68 34

NO - egenskaper Ikke lagret i vesikler Ikke frisatt gjennom eksocytose Kalsium-avhengig produksjon (f.eks. Ved NMDAR aktivering) Postsynaptisk syntese (i dendrittet) Radial diffusjon fra syntesestedet Virker for eksempel på nerveterminalen NO active guanylyl cyclase cgmp Mulig retrograd budbringer ved LTP 69 35