Neurologie voor de anesthesie

home > terug naar module overzicht > PZT-Neurologie

Chorea minor

In het gebied van de Noordse mythologie kwam het ‘chorea minor’ in het verleden veelvuldig voor. Chorea minor is de uiting van een neurologische aandoening. De oorzaken waren ondervoeding en ongecontroleerde uitbraken van streptococcen infecties. Het zenuwstelsel raakt door disregulatie van kernen in de motorische cortex overprikkeld en er ontstaan ongecontroleerde trekkingen en bewegingen van met name de benen.
In de midzomernacht vierden de elfen groot feest. De elfendans was een onweerstaanbare melodie. Als een mens ze opving, kon hij niet meer ophouden met dansen, tenzij de melodie achterstevoren werd gespeeld of iemand de snaren van het instrument deed springen. De uitputting en vermoeidheid tijdens de midzomernachtfeesten zorgden voor het optreden van het chorea minor. Chorea minor wordt ook aangeduid met de st. Vitus dans. Hij heeft zijn naamdag in juni, vlak voor het midzomernachtfeest.

PERIOPERATIEVE ZORG EN TECHNIEKEN
Module: Neurologie voor de anesthesie
Reekum, J. van, [ill J. van Reekum, omslag: Mik Wolkers, duckpix]
B2012.1.1, januari 2012

Uitgever: VERES Publishing
NUR-code: 876, NUR-omschrijving: Specialistische geneeskunde: algemeen

© 2012. J. van Reekum/VERES Publishing
Uit deze internet publicatie mag worden overgenomen of geciteerd met vermelding van bron en uitgever.

VERES Publishing, Van Spaenweg16, 6862 XK Oosterbeek

Voorwoord en verantwoording

Deze module is samengesteld met als oogmerk ondersteunende informatie te geven aan de studenten in opleiding. Daar waar in de praktische lesstof wordt verwezen naar werking of bijwerking van een bepaalde stof en geen makkelijk toegankelijke informatie bestond over de fysiologische invloeden van die stof.
De doelstellingen in deze module zijn daarom geen cursusdoelstellingen, maar een indicatie van wat er in deze module aan lesstof wordt geboden.

Doelstelling van deze module:
De student leert de noodzakelijke neurologie, die nodig is voor een goed begrip van de anesthesiologische processen die de neurologie beďnvloeden.

 Inhoud

 1 Neuroanatomie
 2 Neurofysiologie van de motoriek
 3 Neurofysiologie van de narcose
 Literatuur en bronnen

 1 Neuroanatomie

Bladwijzers:
1.1 Anatomie op celniveau
1.2 Opbouw
1.3 Plasmamembraan
1.3.1 Fosfatidylcholine, 1.3.2 Sfingomyeline, 1.3.3 De celmembraan en de natrium kalium kanalen
1.4 De dendrieten, het afferente deel
1.4.1 De celmembraan en de pijn-receptor (het slot), 1.4.2 Stimulerende stof (de sleutel)
1.4.2.1 Lachgas N2O, 1.4.2.2 Morfine, 1.4.2.3 Naloxon
1.5 De bewustzijn-receptoren
1.5.1 De GABA tunnel
1.5.1.1 Gamma Amino Boterzuur en Gamma Hydroxy boterzuur, 1.5.1.2 Propofol, 1.5.1.3 Dampanestheticum (Sevofluraan),
1.5.1.4 Benzodiazepine (Midazolam), 1.5.1.5 Ethanol
1.5.2 De AMPA tunnel
1.5.2.1 Glutamate, 1.5.2.2 Polyamines
1.5.3 De NMDA tunnel
1.5.3.1 N-Methyl D Aspartate, N-methyl-D-asparaginezuur of NmDa, 1.5.3.2 Glycine
1.6 Het perikaryon
1.7 De neuriet
1.7.1 Elektrofysiologie
1.7.1.1 Depolarisatie van de celmembraan, 1.7.1.2 Actiepotentiaal en refractaire periode
1.7.2 “Gating”
1.7.2.1 “Voltage gating”, 1.7.2.1 “Ligand gating”
1.7.3 Geleiding door het axon
1.7.4 Indeling zenuwvezels naar hun geleidingsnelheid
1.7.5 De synaps
1.7.6 Soorten neuronen en hun transmitterstoffen
1.7.6.1 Neuronen van het autonome zenuwstelsel, 1.7.6.2 Transmitterstoffen in het autonome zenuwstelsel,
1.7.6.3 Neuronen van het willekeurige zenuwstelsel, 1.7.6.4 Transmitterstoffen in het willekeurige zenuwstelsel
1.7.7 Soorten neuronen naar hun vorm
1.7.7.1 Schakelneuronen
1.7.7.2 Bipolaire neuronen
1.7.7.3 Piramide cellen
1.7.7.4 Cel van Purkinje
1.8 De functie van een zenuwcel
Doelstellingen

 1.1 Anatomie op celniveau

De zenuwcellen, waaruit het zenuwstelsel is opgebouwd, zijn in opzet allemaal gelijk. Zij hebben de gewoonlijke celkenmerken, die voor alle cellen gelden, te weten: een cellichaam met een kern. Het cellichaam van het neuron heeft echter specifieke onderdelen met kenmerkende functies.
Genesis: Neuronen delen zich van de moedercel en worden na deze deling niet meer nieuw aangemaakt. Hun functie is te specifiek om door deling van de cel door te geven aan "vervangers" of "opvolgers" zoals dit bij epitheel gebeurt. Dit heeft als belangrijke consequentie dat een beschadigd neuron een definitief verlies van de zenuwfunctie geeft. In de hersenen zijn zo veel neuronen dat bij een beschadiging van een gering aantal neuronen, andere neuronen de functie van het beschadigde neuron kunnen overnemen. Bij perifere zenuwen is dit niet het geval.
In het perikaryon en de celkern vinden de metabole processen plaats die de cel "in leven" houden en die de transmitterstoffen aanmaken.

 1.2 Opbouw

Figuur 1: Opbouw van een neuron.
Opbouw van een neuron.

Alle zenuwcellen hebben een plasmamembraan die is opgebouwd uit een dubbele fosfolipide laag.

 1.3 Plasmamembraan

Figuur 2: Plasmamembraan van het perikaryion.
Plasmamembraan van het perikaryion.

Binnen het epineurium ligt de plasmamembraan. Deze is opgebouwd uit een dubbele laag van fosfolipiden, die met hun “staarten” van vetzuurketens tegen elkaar aanliggen. Sphingomyeline en fosfatidylcholine zijn de fosfolipide moleculen die het meest voorkomen in de plasmamembraan.
De continuďteit van de plasmamembraan wordt onderbroken door het eiwitmolecule, die het kaliumkanaal vormt. Het kaliumkanaal zorgt voor uitwisseling van kalium en natrium ionen bij de depolarisatie en repolarisatie.

Tabel 1: Moleculen voor de plasmamembraan.
Fosfolipiden Glycolipiden
Fosfoglyceride Sphingomyeline(50%) Glucosyl-serebrocide (<3%)
Fosfatidyl-
serine (<3%)
Fosfatidyl-
ethanolamine (<3%)
Fosfatidyl-
inositol (<3%)
Fosfatidyl-
choline (40%)

 1.3.1 Fosfatidylcholine

Figuur 3: Fosfatidylcholine.
Fosfatidylcholine.

Fosfatidylcholine is een fosfolipide/fosfoglyceride met een “choline kop”. De “kop” is positief en wordt elektrisch gecompenseerd door de negatieve fosfaatgroep. De fosfaatgroep is negatief door een zuurstofatoom dat een elektron deelt met het fosforatoom. Het zuurstofatoom heeft nog 1 elektron vrij en heeft daardoor een negatieve lading.
De staarten van het molecule zijn vetzuren. Van de carbonzuurgroep is het “zuur makende” waterstofatoom opgeofferd aan de binding met de fosfaatgroep, maar de C dubbel gebonden O, O-(H) is nog te herkennen. Het kunnen de vetzuren stearine, lecithine, palmitine of linolzuur zijn, zoals in de afbeelding.
Door de vorm van het molecule wordt het afgebeeld als een bolletje met 2 staarten. De plasmamembraan van cellen bestaan uit twee lagen van deze moleculen, waarbij de “staarten” naar elkaar toe wijzen. De choline kop is hydrofiel en de staarten zijn hydrofoob en juist lipofiel. De fosfatidylcholine molecule is belangrijke bouwsteen van zenuwweefsel, de plasmamembraan van zenuwen bestaat voor ongeveer 40% uit dit fosfolipide.

 1.3.2 Sfingomyeline

Figuur 4: Sfingomyeline.
Sfingomyeline.

Het fosfolipide sphingomyeline komt voor 50% voor in de plasmamembraan van zenuwen. De opbouw van het cholinedeel is hetzelfde als van het fosfatidylcholine.
Het is een choline, maar uit de naam wordt dit niet duidelijk. De choline kop en de fosfaatgroep vormen het hydrofiele deel van het molecule, de vetzuurstaarten vormen het hydrofobe en lipofiele deel van het molecule. Door de binding van een van de staarten met een stikstofatoom (peptide binding), is het een peptide, dit in tegenstelling tot fosfatidylcholine (zie hiervoor) dat geen peptidebinding kent.
Dit molecule wordt eveneens weergegeven als een bolletje met twee staarten, die respectievelijk de choline-fosfaatkop en de vetzuurstaarten voorstellen.

 1.3.3 De celmembraan en de natrium kalium kanalen

Figuur 5: Kaliumkanaal (potassium channel1.png uit Wikipedia).
Kaliumkanaal (potassium channel1.png uit Wikipedia).

Het kaliumkanaal is niet zo selectief in het doorlaten van ionen als de naam doet vermoeden. Er is een tijd geweest dat men veronderstelde dat er aparte kanalen voor natrium en kalium bestonden. Dit bleek niet zo te zijn. Het kaliumkanaal laat ook natrium door.
De opbouw heeft enige overeenkomst met de hemoglobine molecule, het bestaat uit 4 groepen waarvan elke groep 2 fosforatomen (groene pijltjes) heeft. De zuurstofatomen zijn rood en de stikstofatomen zijn blauw, de waterstofatomen zijn niet afgebeeld (de chaos is zo al groot genoeg). In het midden is een paars gekleurd kalium ion zichtbaar, deze behoort niet tot de molecule dat het kaliumkanaal vormt.
De afbeelding toont het kaliumkanaal van buiten de plasmamembraan. De buitenzijde van de molecule heeft een ringvormige structuur waarvan de koolwaterstof ketens elkaar ten dele overlappen. Deze structuur is niet beďnvloedbaar door elektrische lading.
De binnenzijde van de molecule bestaat uit koolwaterstof ketens met een fosforatoom “bovenin”. Dit geeft dit deel een negatieve lading. Door de binding met het fosforatoom is de structuur gevoelig voor elektrische lading.
 

 1.4 De dendrieten, het afferente deel

De dendrieten zijn uitlopers van het cellichaam en zijn de ontvangers van de prikkel. Deze prikkel bestaat uit een chemische stof die op de dendrieten inwerkt en de zenuwcel activeert. Deze chemische stof kan ook direct op het cellichaam inwerken en zo de cel activeren. Er zijn twee soorten prikkels: activerende en inhiberende prikkels. De activerende prikkels activeren het neuron en de inhiberende prikkels gaan dit tegen. De dendrieten vormen het afferente (gevoelige) deel van het neuron.

 1.4.1 De celmembraan en de pijn-receptor (het slot)

Figuur 6: Opioďd receptor in de neurale membraan.
Opioďd receptor in de neurale membraan.

Het afferente deel van een pijngeleidende zenuw bestaat uit een fosfolipide membraan waarin natrium/kalium kanalen zijn opgenomen en waarin zich de G-proteďnen tussen de fosfolipide moleculen bevinden. Deze G-proteďnen vormen een onderdeel van het ‘slot’.
 
 
 
 
 

Figuur 7: µ receptor (uit 'thefullwiki.org').
µ receptor (uit 'thefullwiki.org').

De 7 kolommen zijn met elkaar verbonden door een keten van atomen. Het ‘sleutelgat’ van het slot zit aan de buitenzijde van de membraan. Hier zitten een aantal stikstof atomen die zich kunnen binden aan een scherp gedefinieerde volgorde en afstand van stikstof en koolstof atomen, zoals die voorkomen in de moleculen van de endorfinen en de morfinomimetica. Stikstof speelt in nagenoeg alle koppelingen een grote rol. Veel medicijnen die een koppeling met een receptor kunnen maken, hebben één of meer stikstof atomen in het molecuul zoals alle lokaalanesthetica, alle morfinomimetica, alle medicatie met een choline-deel, bestemd voor de ‘motor unit’.
Het eiwit, bestaande uit 7 aan elkaar gekoppelde kolommen, is kenmerkend voor alle opioďd receptoren en ook voor hun onderverdelingen. Zo bestaan er 3 typen µ receptoren, 2 typen κ receptoren en worden er meerdere δ receptoren vermoed, maar deze zijn nog niet gevonden. De µ receptor werd het eerst ontdekt en kreeg zijn naam door de eerste letter van de gebruikte agonist ‘morfine’ mee te geven. Toen er een 4e G proteďne werd ontdekt waarvoor opiaten de agonisten waren, is men overgegaan naar een andere naamgeving en spreekt men nu van OP (van opioďde receptoren) met een volgnummer. OP1 is de µ receptor, OP2 is de δ receptor en OP3 is de κ receptor en de nieuw ontdekte receptor heeft men OP4 genoemd.
Alle OP-receptoren zijn polair, d.w.z. aan de buitenzijde van de celwand bevindt zich een positief geladen ammonium groep en aan de binnenzijde bevindt zich een negatief geladen carboxyl groep. De receptor heeft geen elektrische invloed op een bestaande actiepotentiaal. Het ‘elektrisch isoleren’ van de positief geladen ammonium groep door een ongeladen lipofiel deel van een morfinomimeticum (de benzeenring in het morfinomimeticum is hier erg goed in!) zorgt ervoor dat het afferente deel van de zenuw iets van zijn functie verliest.

 1.4.2 Stimulerende stof (de sleutel)

Figuur 8: Acetylcholine.
Acetylcholine.

Eén van de belangrijkste transporteurs van de pijnstimulus is het positieve ion kalium, dat bij beschadiging van weefsel wordt vrijgemaakt. Geďoniseerd kalium is altijd in het bloed en serum aanwezig en zou zonder de endorfines een voortdurende pijnprikkel geven. De endorfine productie wordt verhoogd naarmate er meer kalium aanwezig is. Dit is een langzaam proces. Een plotselinge stijging van de kalium spiegel geeft een duidelijke pijnsensatie. Marathonlopers hebben door de inspanning een verhoogde kalium spiegel en reageren hierop met een verhoogde productie van endorfine, dit kan zulke vormen aannemen dat er een ‘runners high’ ontstaat.
Acetylcholine is de neurotransmitter die het pijnsignaal via de zenuwen aan de receptor doorgeeft. Acetylcholine is positief geladen door het stikstofatoom. De ‘kop’ van de molecule bestaat uit de choline groep. Deze cholinegroep vormt de koppeling met de receptor. De staart van de molecule is het methaancarbonzuur of azijnzuur.
Het effect op de receptor bestaat uit een ‘nog positiever’ lading aan de buitenkant van de cel, waardoor de negatieve lading aan de binnenzijde ‘minder negatief’ wordt en de celmembraan tegen de triggerdrempel voor depolarisatie wordt gebracht. Bij voldoende aanwezigheid van Acetylcholine zal de cel depolariseren. Kalium heeft een vergelijkbaar effect.
Door de positieve buitenzijde van de receptor te isoleren van het positieve kalium ion of het positief geladen acetylcholine, kan de potentiaal ten opzichte van de negatief geladen carboxyl groep niet worden verhoogd, er zal geen depolarisatie optreden en bij sensibele zenuwen wil dit zeggen dat de stimulus ‘pijn’ niet meer wordt waargenomen en wordt er geen pijn gevoeld.
Stoffen die op de receptor gaan zitten en deze isolatie verzorgen, noemt men de agonisten. Morfine is de oudst bekende agonist. Stoffen die op de receptor gaan zitten zonder de receptor te isoleren, noemt men de antagonisten.

 1.4.2.1 Lachgas N2O

Figuur 9: Lachgas (N2O).
Lachgas (N2O).

Stikstof als gas (N2) heeft geen echte invloed op welke receptor dan ook. De eenvoudigste molecule met stikstof en een effect op de receptorplaats is lachgas of N2O. De stikstofatomen in lachgas kunnen zowel elektronen van de buitenste schil afstaan als opnemen en kunnen een positieve valentie als negatieve valentie hebben. Door de binding met een zuurstofatoom ontstaat voor stikstof de mogelijkheid elektrisch geladen te zijn. Dit is dan vaak een positieve lading zoals in een choline of in een amine. Het kan ook een negatieve lading zijn en stikstofatomen kunnen zich daarmee makkelijk binden aan het positief geladen uiteinde van een receptor zoals het G-proteďne.
Is het uiteinde van het G-proteďne eenmaal bezet met de lachgas molecule, dan kan het geen lading meer overnemen van kaliumionen of achetylcholine molecules en is ‘het slot bezet met een sleutel’. Het gehele molecule vormt de koppeling en valt binnen de ‘rode cirkel’. Lachgas heeft daarmee een vergelijkbare werking met een morfinomimeticum en geeft ook een centrale analgesie zoals een morfinomimeticum. Zouden concentraties van 150% lachgas mogelijk zijn (alleen in hyperbare situaties, bijvoorbeeld in een ‘tank van Boerema’), dan zal er ook een met morfinomimetica vergelijkbare invloed op het ademcentrum zijn, omdat daar veel G-proteďnen aanwezig zijn.
Lachgas heeft een ‘eigen’ receptor in het NMDA kanaal (zie paragrafen over het NMDA-kanaal) en door het bezetten van die receptor ontstaat bewusteloosheid.
Door haar affiniteit met het G-proteďne werkt lachgas ook op de perifere nociceptoren (zie module perioperatieve pijnbstrijding), dit is een heel gunstig effect omdat het zo de vorming van het postoperatief chronisch pijnsyndroom tegen gaat. Lachgas is niet erg kritisch voor wat betreft de receptorplaats in het lichaam en daarom kan het ook receptoren in het beenmerg bezetten, die een rol spelen in de aanmaak van hydrocobalamine (vit B12). Door die aanmaak te onderdrukken ontstaat bloedarmoede bij langdurige en regelmatige blootstelling aan lachgas. Lachgas zou, net als alle andere morfinomimetica, een histamine release kunnen veroorzaken door het blokkeren van de G-proteďne receptoren in de mestcellen. Hierover is nog niet veel bekend, maar het zou de misselijkheid verklaren die bij lachgas anesthesieën voorkomt voor zover deze al niet wordt veroorzaakt door een morfinomimeticum.
Omdat lachgas op zoveel receptoren past (klein molecule) heeft het ook invloed op de reptoren in de neuromusculaire overgang (de motor unit). Het geeft een lichte vorm van spierverslapping die aantoonbaar is door het verdwijnen van de H (Hoffmann)-reflex in het EMG.

 1.4.2.2 Morfine

Figuur 10: Morfine.
Morfine.

Morfine is (5a,6a)-Didehydro- 4,5-epoxy- 17-methylmorfinan- 3,6-diol. De moleculeformule is: C17H19NO3. In de structuurformule is de benzeenring en de zeshoek met het stikstofatoom (piperidine of piperidyl ring) erin, goed te herkenen. Moeilijker te herkennen is de zeshoek waarmee benzeenring en de piperidyl ring aan elkaar zitten.
Een piperidyl ring is een structuur die in alle morfinomimetica voorkomt en met name de zeshoek met het stikstof atoom vormt de sleutel die aan de buitenzijde van het neuron op het G-proteďne van de pijnreceptor past. De combinatie van het stikstofatoom en de koolstofatomen, die verantwoordelijk worden geacht voor de koppeling met de receptor, wordt in een rode cirkel weergegeven. Deze gedachtegang heeft aanleiding gegeven tot de ontwikkeling van de sleutel/slot theorie in de fysiologie van de pijnstillers.
 
 

 1.4.2.3 Naloxon

Figuur 11: Naloxone.
Naloxone.

antagonist Naloxon heeft sterke overeenkomsten met morfine. In de gestippelde rode cirkel het stikstof atoom dat de koppeling met de receptor verzorgd.
De molecule lijkt heel veel op morfine, maar heeft in tegenstelling tot morfine een dubbel gebonden zuurstofatoom aan de ‘buitenkant’ van de molecule. Door deze constructie is het elektrisch neutraal geworden en kan het wel een lading doorgeven aan de receptor terwijl het de receptor bezet. Door het bezetten van de receptor kan er geen morfine of morfine-achtige op de receptor hechten en de receptor isoleren.
Aan Naloxon wordt de eigenschap toegekend dat het de pijnstilling niet zou wegnemen, de moleculestructuur laat dit niet zien en de praktijk bewijst het tegendeel.
Morfine en morfine-achtigen geven histamine release, Naloxon gaat dit tegen. De receptor die voor de histamine release zorgt, kan kennelijk ook Naloxon opnemen en het werkt ook daar als een antagonist.
 

 1.5 De bewustzijn-receptoren

Er bestaan 3 soorten kanalen in de celmembraan waarvan de werking op het bewustzijn bekend is: de GABA tunnel, de AMPA tunnel en de NMDA tunnel. De GABA tunnel dankt zijn naam aan de neurotransmitter die op deze tunnel het meeste effect heeft; het Gamma Amino Butyric Acid (Gamma Amino Boterzuur). De naam van de AMPA tunnel is afgeleid van Amino-3-hydroxy-5-Methyl-4-isoxazolePropionic Acid (Amino Methyl ropion zuur), hetgeen voor dit kanaal de belangrijkste neurotransmitter is. De NMDA tunnel heeft het N-Methyl D-Aspartaam als belangrijkste neurotransmitter.
De GABA, AMPA en NMDA tunnels laten fysiek atomen en molecules door, net als het natrium-kalium kanaal. De OP receptoren hebben niet een echt kanaal, zij vormen een geleider voor een elektrische lading.

 1.5.1 De GABA tunnel

Figuur 12: GABA tunnel in de neurale membraan.
GABA tunnel in de neurale membraan.

De GABA tunnel vormt een verbinding tussen de binnenzijde van de celmembraan en de buitenzijde van de celmembraan. De opening in het midden van de 5 kolommen laat geďoniseerd natrium, kalium en calcium door.
In elke kolom zit een 4 maal opgevouwen eiwitketen, vergelijkbaar met het G-proteďne in de pijnreceptor. Voor elke kolom (2 α kolommen, 2 ß kolommen en 1 γ kolom) zijn er passende stoffen die dit eiwit beďnvloeden.
Door stoffen zoals benzodiazepinen, propofol, alcohol en dampanesthetica, verdikken en krommen de kolommen zich en daarmee verkleinen en vergroten ze de ruimte in het midden van de kolommen, zodat de stroom van natrium, kalium en calcium hierdoor wordt geregeld. Op hun beurt beďnvloeden deze ionen het spanningsverschil tussen de binnenzijde en de buitenzijde van de cel en bepalen daarmee de gevoeligheid voor de prikkels.

 1.5.1.1 Gamma Amino Boterzuur en Gamma Hydroxy boterzuur

Figuur 13: Gamma Amino Boterzuur GABz en Gamma Hydroxy Boterzuur of γ-OH of GHB.
Gamma Amino Boterzuur GABz en Gamma Hydroxy Boterzuur of γ-OH of GHB.

Gamma Amino Boterzuur is net als glycine een neurotransmitter. De formule is (HHN)-H-C3H5-COOH. Het restgedeelte is, net als bij Glycine een waterstofatoom. Het effect van Gamma Amino Boterzuur op de overdracht van stimuli berust op de blokkade van de overdracht van andere neurotransmitters in de synapsspleet. Het is een inhiberende neurotransmitter voor receptoren van de GABA tunnel. De aanwezigheid van GABz blokkeert de tunnel, zodat er bewusteloosheid ontstaat die lijkt op de normale slaap. De aminogroep zorgt ervoor dat het GABz snel afgebroken kan worden.
De aminogroep kan worden vervangen door een hydroxygroep. Het is dan geen aminozuur meer. De hydroxygroep maakt de afbraak van het Gamma Hydroxy Boterzuur (GHB of γOH) veel moeilijker, maar het slaapverwekkende effect is hetzelfde en blijft daardoor langer voortduren. Hiervan werd in de anesthesie gebruik gemaakt. Nu wordt daar in het criminele circuit gebruik van gemaakt, het heet daarom de “rape-drug”.
Deze carbonzuren kunnen ook aangeduid worden met 3-aminoboterzuur of 3-hydroxyboterzuur. Hierbij wordt aangegeven dat de aminogroep of de hydroxygroep aan het derde koolstofatoom zit. De oude notatie waarbij de 3e letter uit het Griekse alfabet wordt gebruikt, is hardnekkig gebleven (het “bekt” gewoon lekker).

 1.5.1.2 Propofol

Figuur 14: Propofol.
Propofol.

Een benzeenring tussen 2 iso-propaan groepen, geen wonder dat de naam met 'pro' begint. De moleculeformule is: C12H18O. Heel duidelijk is het dat deze stof niet makkelijk in water oplost, maar juist heel lipofiel is. Het moet worden opgelost in soja-olie. Vetzuren zijn nog wel in water op te lossen, maar propofol is geen vetzuur en dat gaat dus niet. Propofol heeft een eigen kolom met een eigen receptor in de GABA tunnel.
Door de hoge mate van lipofiel zijn, zal het middel in alle vetten in het lichaam worden opgelost en daarna vrijkomen. Het heeft een lange nawerking, die niet op de voorgrond treedt door de snelle metabolisatie van het middel in de lever. Het beďnvloedt ook de vetzuren van het dipalmitoylphosphatidylcholine, het fosfolipide dat de surfactand factor in de longen vormt. Het heeft daarmee ook invloed op de compliance.
 

 1.5.1.3 Dampanestheticum (Sevofluraan)

Figuur 15: Sevoflurane.
Sevoflurane.

Gefluoriseerde alkanen hebben klinisch bewezen een narcotisch effect te hebben zonder erg giftig te zijn.
Sevofluraan is 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(fluoromethoxy)propaan met de moleculeformule: C4H3F7O. De 1,1,1, in de notatie geeft aan dat er 3 fluoratomen aan de 1e koolstofatoom vastzitten (tellen van links naar rechts). De 3,3,3 in de notatie geeft aan dat er 3 fluoratomen aan de 3e koolstofatoom vastzitten (tellen van links naar rechts). De -2- in de notatie geeft aan dat de fluoromethoxy groep vast zit aan de 2e koolstofatoom. Het zuurstofatoom in sevofluraan maakt dat het op een ether lijkt, maar voor een ether zou het zuurstofatoom op de plaats van het 2e koolstofatoom moeten zitten (of het hele molecule naar rechts of links kantelen). Het is de naamgeving als propaan die het geen ether maakt, maar je zou het ook een methyl-propyl ether kunnen noemen.
Sevofluraan is een vluchtig, vloeibaar gehalogeniseerd alkaan, dat dezelfde receptor in de GABA tunnel gebruikt als ethanol.
 

 1.5.1.4 Benzodiazepine (Midazolam)

Figuur 16: Midazolam (Dormicum®).
Midazolam (Dormicum®).

Midazolam heeft de chemische naam: 8-chloro-6-(2-fluorophenyl)-1-methyl-4H-Imidazo(1,5-a)(1,4) benzodiazepine gekregen en is een benzodiazepine. Het ‘Imidazo’ verwijst naar de twee ringvormige structuren (5-ring en 6-ring) met daarin stikstofatomen. Verder is er aan de molecule nog een chlooratoom en een fluoratoom gekoppeld.
Het is een kort en snelwerkend benzodiazepine, dat wel water oplosbaar is, maar ook goed vet oplosbaar. Dit laatste betekent dat het ook in het vet stapelt en er over lange tijd weer uit komt.
Uiteindelijk wordt het in de lever gemetaboliseerd. De metabolieten waarin het chlooratoom is opgenomen moeten met enige achterdocht worden beschouwd, alle molecules met een chlooratoom kunnen schadelijk zijn (er zijn er zelfs die NaCl schadelijk vinden). Fluor verbindingen gelden als minder schadelijk, maar fluoride tandpasta kan bij de inname van 2 tubes dodelijk zijn.
 
 
 
 
 

 1.5.1.5 Ethanol

Figuur 17: Ethanol.
Ethanol.

Ethanol is de drinkbare alcohol. Dat wil niet zeggen dat ethanol niet giftig is, anders zou je er ook niet dronken van worden. De moleculeformule is: C2H5OH en deze formule wordt soms in de preoperatieve screening van patiënten gebruikt om aan te geven dat de patiënt meer drinkt dan de screenende persoon als normaal ziet.
“Geroutineerde gebruikers” van ethanol ontwikkelen metabole systemen die ethanol beter metaboliseren en daarmee ook andere stoffen die op deze receptorplaats passen. Zij worden ‘snel wakker’ en hebben vaak meer nodig van een op ethanol gelijkend anestheticum.
 
 
 

 1.5.2 De AMPA tunnel

Figuur 18: AMPA tunnel in de neurale membraan.
AMPA tunnel in de neurale membraan.

Vier lobbige structuur (vergelijkbaar met het natrium-kalium kanaal) laat natrium en calcium van buiten naar binnen door en kalium van binnen naar buiten door.
De AMPA tunnel bestaat uit 4 kolommen die onder invloed van glutamaat de tunnel reguleren. De neurotransmitter die hierbij hoort is het Amino Methyl Propion zuur (Acid) of AMPA. Een andere naam is Glutamate. De 4 kolommen heten Glutamate Receptor 1 t/m 4 (GluR1 t/m GluR4).
Aan de buitenzijde zijn 3 receptoren en aan de binnenzijde is 1 uitgang. Tussen 2 receptoren aan de buitenzijde is iets bijzonders: het vormt een opening in de signaalweg. Deze opening wordt weer beďnvloed door verschillende stoffen (waaronder zink ionen) die de onderbreking van de signaalweg kunnen overbruggen.
De opening van het kanaal in het midden van de 4 pilaren wordt geregeld door de diameter van de 4 pilaren. De doorgang is afhankelijk van de glutamaten op de receptor aan de buitenzijde en wordt geďnhibeerd door onder andere zink ionen. Polyaminen (moleculen met meerdere stikstofatomen) kunnen de tunnel helemaal ‘verstoppen’ en gelden als toxinen voor de AMPA tunnel.

 1.5.2.1 Glutamate

Figuur 19: Glutamate.
Glutamate.

Glutamate is een aminozuur met 2 carboxyl groepen en een aminogroep. Het lijkt daardoor op Gamma Amino Boterzuur met een extra carboxyl groep.
Glutamate is niet exclusief voor de AMPA tunnel, ook de NMDA tunnel wordt geregeld door glutamate. Hierdoor heeft het lang geduurd voordat de AMPA tunnel werd ontdekt. Het geringe verschil van het effect van glutamate op de AMPA tunnel en op de NMDA tunnel heeft de aanwezigheid van de AMPA tunnel verborgen gehouden.
 

 1.5.2.2 Polyamines

Polyamines zijn ketens koolwaterstoffen (alkanen) met 3 tot 5 C-atomen waarvan de ketens eindigen in een NH2 of amino-groep. De bekendste zijn putrescine en cadaverine (letterlijk: ‘afkomstig van rottend vlees’ en ‘afkomstig van kadavers’). Het zijn stoffen die de ammoniak geur geven aan een kadaver en aan rottend vlees. Sommigen noemen deze stoffen: ‘biogene amines’.

 1.5.3 De NMDA tunnel

Figuur 20: NMDA tunnel in de neurale membraan.
NMDA tunnel in de neurale membraan.

De NMDA tunnel lijkt op de AMPA tunnel, maar is minder complex. Er is sprake van 4 kolommen met in elke kolom weer een eiwit dat sensoren heeft voor neurotransmitters.
Ook de NMDA tunnel is een ‘echt’ kanaal dat calcium en natrium van buiten naar binnen doorlaat en kalium van binnen naar buiten doorlaat.
De belangrijkste exciterende neurotransmitter is het N-Methyl D Aspartate (NMDA), waaraan het kanaal zijn naam dankt. De 4 kolommen zijn alle 4 gevoelig voor deze neurotransmitter die daarmee de stroming van natrium, calcium en kalium regelt. Het is niet bekend of een kolom meer specifieke receptoren heeft zoals bijvoorbeeld de GABA tunnel.
Zink, glycine en polyamines vormen ook regulerende stoffen, waarbij niet bekend is dat polyamines het kanaal kunnen verstoppen en toxisch zijn, zoals bij het AMPA kanaal. Magnesium, Ketamine en lachgas hebben een specifieke receptorplaats in het kanaal.
De receptoren voor glycine, glutamaat en NMDA worden gevormd door een eiwit dat in lussen door de kolom loopt, zoals bij de AMPA tunnel. Dit eiwit is niet onderbroken zodat er geen andere regulerende stoffen een rol spelen in het openen of sluiten van de tunnel.

 1.5.3.1 N-Methyl D Aspartate, N-methyl-D-asparaginezuur of NmDa

Figuur 21: N-methyl-D-asparaginezuur of NmDa.
N-methyl-D-asparaginezuur of NmDa.

N-methyl-D-asparaginezuur met de moleculeformule: C5H9N1O4 is een neurotransmitter met een agonerend effect op de receptoren van de NmDa tunnel.
Het NmDa regelt met name het slapen en waken en NmDa receptor antagonisten zoals lachgas en xenongas blokkeren de receptoren, zodat de opwekkende werking stopt en er bewusteloosheid ontstaat.
Methamfetamine heeft een vergelijkbare structuur als NmDa en is een NmDa receptor agonist. Het werkt langer omdat het moeilijker wordt gemetaboliseerd.
Het hiervoor beschreven Glutamate heeft enige overeenkomst met de moleculaire structuur van NmDa en heeft een overeenkomstige werking.
 
 

 1.5.3.2 Glycine

Figuur 22: Glycine.
Glycine.

Glycine is het kleinste aminozuur, het is een neurotransmitter voor de NmDa tunnel.
Glycine speelt een rol in ondermeer de bloeddrukhuishouding in het lichaam, een hoge glycine concentratie verhoogd de bloeddruk door het stimuleren van adrenerge receptoren.
 
 
 

 1.6 Het perikaryon

Figuur 23: Plasmamembraan van het perikaryion.
Plasmamembraan van het perikaryion.

In het perikaryon en de dendrieten zit de substantie van Nissl en heel fijne vezeltjes, de neurofibrillen. Deze neurofibrillen lopen van de dendrieten, door het perikaryon en de neuriet naar de synaps.
De substantie van Nissl bestaat uit schollen van nucleďnezuren. Verder bevindt zich in het perikaryon de celkern of nucleus met het RNA en DNA.
Voor het in stand houden van de mineralen balans ten behoeve van het metabolisme zijn er natrium/kalium kanalen in de fosfolipide laag. Bij bepaalde zenuwsoorten zijn er ook receptoren in de plasmamembraan van het perikaryon.

 1.7 De neuriet

Figuur 24: Plasmamembraan van het axon.
Plasmamembraan van het axon.

De neuriet is, net als de dendriet, een uitloper van het cellichaam. In de neuriet is geen substantie van Nissl te vinden, alleen de neurofibrillen.
Buiten de natrium kalium kanalen bevinden zich geen receptoren in de dubbele fosfolipide laag. Om de neuriet is in een mantel of schede hulpcellen aanwezig. Dit zijn de cellen van Schwann. Zij hebben een functie in het metabolisme van de neuriet. De neuriet kan zo lang zijn dat deze niet meer door het metabolisme van het cellichaam kan worden verzorgd. De functie van de zenuwcel wordt dan belangrijk vertraagd.
Het neuriet wordt ook axon genoemd.

 1.7.1 Elektrofysiologie

 1.7.1.1 Depolarisatie van de celmembraan

Figuur 24: Celmembraan, natrium/kaliumpomp
en rustpotentiaal.
Celmembraan, natrium/kaliumpomp en rustpotentiaal.

Het neuron heeft altijd een lading, d.w.z. er is altijd een spanningsverschil tussen het protoplasma in de cel en het interstitium buiten de cel. Dit spanningsverschil wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van geladen ionen binnen en buiten de celwand. Binnen de cel bevinden zich in verhouding veel kaliumionen en buiten de cel zijn verhoudingsgewijs meer natriumionen. Het natriumatoom heeft meer positieve protonen in zijn kern dan het kaliumatoom en daardoor ontstaat een verschil in elektrische aantrekkingskracht (de Van-der-Waals-krachten), dit levert uiteindelijk een klein spanningsverschil of polarisatie op, dat men de rustpotentiaal noemt. Dit rustpotentiaal bedraagt ongeveer -60mV, waarbij de binnenkant van de cel negatief is ten opzichte van de buitenzijde van de celmembraan.
Het verschil in natrium en kalium concentratie wordt gehandhaafd door de z.g. natrium/kalium pomp in de celmembraan. De werking van deze natrium/kalium pomp is afhankelijk van de temperatuur ter plaatse. Temperatuurdaling vertraagt het herstel van de concentraties van natrium en kalium en beďnvloedt op deze manier de snelheid waarmee een prikkel door een neuron loopt. De doorlooptijd is vertraagd bij een lagere temperatuur.
 
 
 
 

 1.7.1.2 Actiepotentiaal en refractaire periode

Figuur 25: Depolarisatie van de membraan en het ontstaan van een actiepotentiaal.
Depolarisatie van de membraan en het ontstaan van een actiepotentiaal.

Door een stimulus met een neurotransmitter begint een uitwisseling van kalium en natrium en verandert de lading in de cel. Het kalium gaat door de celmembraan naar buiten en natrium komt door de celmembraan naar binnen. Het rustpotentiaal verandert van –70mV naar ongeveer +40mV en de polariteit keert om. Ter plaatse wordt de binnenzijde van de cel positief ten opzichte van de buitenzijde. Dit noemt men depolarisatie van de membraan. De natrium/kaliumpomp zal nu weer het oorspronkelijke evenwicht gaan herstellen door het natrium uit de cel te pompen en het kalium in de cel te halen, totdat de rustpotentiaal van –70mV weer is bereikt.
Bij het plaatsen van twee zeer kleine meetelektroden op en in de cel ziet het verloop van de spanning eruit als in fig. 25. De depolarisatie duurt een duizendste seconde en daarna heeft de natrium/kaliumpomp ongeveer een duizendste seconde nodig om de rustpotentiaal weer te bereiken. Deze tijd noemt men de refractaire periode.
De refractaire periode wordt ingedeeld in een absolute en een relatieve refractaire periode. Tijdens de absolute refractaire periode heeft de cel geen mogelijkheid om opnieuw te depolariseren. Tijdens de relatieve refractaire periode kan de cel wel opnieuw worden gedepolariseerd, maar dit heeft dan een sterkere stimulus nodig. De benodigde sterkte van een dergelijke stimulus is afhankelijk van de membraanpotentiaal, naarmate de membraanpotentiaal daalt tot in de buurt van de rustpotentiaal, is de benodigde stimulus minder sterk.

 1.7.2 “Gating”

Het openen of sluiten van de kanalen in de neurale membraan wordt met het Engelse woord ‘gating’ aangeduid. Er bestaan 2 soorten gating: ligand gating en voltage gating. Gating als begrip is toepasbaar op alle kanalen, maar niet op de OP receptoren, toch is het begrip gating hier ook gebruikt omdat de OP receptoren de depolarisatie in gang zetten en dit opent dan weer de natrium kalium kanalen.

 1.7.2.1 “Voltage gating”

Of het kanaal open of dicht is hangt bij ‘voltage gating’ af van de spanningsval tussen de binnenzijde en buitenzijde van de neurale membraan. Het aanwezig zijn van de actiepotentiaal geeft een zekere mate van ‘kromming’ aan de kolommen van het natrium-kalium kanaal, waardoor de opening in het kanaal wordt bepaald. Bij depolarisatie van de actiepotentiaal over de neurale membraan, stijgt plaatselijk, aan de binnenzijde van de membraan, de spanning van -70mV naar +10mV. Hierdoor ‘strekken’ de kolommen zich en openen de natrium-kalium kanalen en er ontstaat een stroming van ionen door het kanaal om de actiepotentiaal weer op te bouwen. De kanalen kunnen ook met een elektrische lading van ‘buiten’ worden geopend, zoals bij neurostimulatie. Deze manier van openen noemt men ‘voltage gating’. Een goed Nederlandse term zou ‘spanning sturing’ zijn, maar deze term bestaat niet in de neurologie.
Hoewel ‘voltage gating’ niet van toepassing is op de OP receptoren, wordt door deze receptoren wel de actiepotentiaal beďnvloedt door het doorgeven van een positieve lading via het G-proteďne. Het lijkt daardoor op ‘voltage gating’, maar dat is het strikt genomen niet.

 1.7.2.1 “Ligand gating”

Of het kanaal open of dicht is hangt bij ‘ligand gating’ af of chemische stoffen het kanaal verstoppen of dicht snoeren. De actiepotentiaal van de neurale membraan kan wel worden beďnvloed door ionen die door het kanaal naar binnen of naar buiten stromen.
Het open of dicht zijn van het kanaal wordt bepaald door ‘kromming’ van de eiwitten in de kolommen. De ‘kromming’ van deze kolommen wordt deels bepaald door het aanwezig zijn van de bijpassende transmitterstof op de receptoren. Dit is een elektrisch fenomeen en is ‘voltage gating’.
Er zijn ook receptoren aan de binnenzijde van het kanaal. Bij hechting van transmitterstoffen op deze plaats wordt het lumen van het kanaal kleiner of wordt het kanaal door de toegevoegde ‘kromming’ van de kolommen, geheel geblokkeerd. Het kanaal wordt ‘geligeerd’ of dichtgesnoerd, ‘ligand gating’ dus. In het Nederlands zou ‘ligatuur sturing’ de uitdrukking zijn, maar dit wordt niet gebruikt. De GABA, AMPA en NMDA kanalen maken gebruik van deze ‘ligand gating’ naast de ‘voltage gating’ via de receptoren in de kolommen.

 1.7.3 Geleiding door het axon

Figuur 26: "Springende" geleiding.
Springende geleiding.
Bij depolarisatie gaat het kalium naar buiten en komt het natrium naar binnen. Na de depolarisatie brengt de kalium/natrium
pomp het kalium weer naar binnen en het natrium naar buiten. Daarmee ontstaat weer de rustpotentiaal. "Onder" de cellen
van Schwann vindt geen depolarisatie plaats. De stimulus "springt" van insnoering tot insnoering. Bij dit overspringen
kunnen ook insnoeringen worden “overgeslagen” en vindt de sprong plaats over een cluster van insnoeringen.

Depolarisatie van het celmembraan en geleiding via het gemyeliniseerde axon is een "alles of niets" fenomeen. Het is 1 of 0 en daarmee goed te vergelijken met de situatie van logische circuits van een computer.
De myelineschede zoals afgebeeld, lijkt uit een enkele laag cellen te bestaan. De myelineschede, zoals die in het lichaam voorkomt, bestaat uit veel meer lagen en de totale dikte van het axon is afhankelijk van de functie van de zenuw. De myelineschede tussen twee insnoeringen van Ranvier, ziet er een beetje uit als een rol toiletpapier, dat wil zeggen de cellen van Schwann zijn om de neuriet opgerold zoals velletjes toiletpapier op het kartonnen rolletje. Dikke axonen treffen we aan bij zenuwen die een snel transport van de stimulus moeten garanderen zoals de zenuwen voor het gevoel of de "fijne tast". Pijnzenuwen of zenuwen voor de "grove tast" hebben een iets dunnere myelineschede. Motorische zenuwen voor de spieractiviteit van dwarsgestreepte spieren hebben een myelineschede waarvan de dikte ligt tussen die van de zenuwen voor de fijne tast en die van de grove tast.
De myelineschede heeft een aantal insnoeringen waarbij de schede onderbroken wordt en het axon plaatselijk niet bedekt wordt door de cellen van Schwann. Deze onderbrekingen van de myelineschede spelen een rol in de geleiding van de prikkel door het axon en heten de insnoeringen van Ranvier.
Myelinisatie van het axon vergroot de voortplantingssnelheid van de actiepotentialen. De snelheid wordt vergroot doordat er geen totale depolarisatie van het membraan plaatsvindt, maar alleen een depolarisatie van het membraan op de plaats van de Ranvierse insnoeringen. De cellen van Schwann hebben een lipofiele celmembraan en deze membraan is een isolator voor elektriciteit. Hierdoor hoeft de natrium/kaliumpomp slechts op de plaats van de insnoering te werken en het hele proces van depolarisatie en repolarisatie verloopt daardoor sneller. Doordat in het gemyeliniseerde systeem de natrium/kaliumpomp alleen ter plaatse van de Ranvierse insnoeringen hoeft te werken, betekent dit een enorme besparing in energieverbruik van dit systeem zonder dat de geleidingssnelheid terugloopt.
Bij depolarisatie gaat het kalium naar buiten en komt het natrium naar binnen. Na de depolarisatie brengt de kalium-natrium pomp het kalium weer naar binnen en het natrium naar buiten. Daarmee ontstaat weer de rustpotentiaal. "Onder" de cellen van Schwann vindt geen depolarisatie plaats. De stimulus "springt" van insnoering tot insnoering. Bij dit overspringen kunnen ook insnoeringen worden “overgeslagen” en vindt de sprong plaats over een cluster van insnoeringen.
Vroeger heeft men aangenomen dat de geleiding van een prikkel door een gemyeliniseerd axon verliep van insnoering naar insnoering. Dit kan men voorstellen als een prikkel die van insnoering tot insnoering springt. Men noemt dit daarom saltatoire (springende) geleiding. Nieuwe onderzoeken hebben aangetoond dat deze sprong clusters van 2 of 3 insnoeringen omsluit. Is de myelineschede ergens onderbroken, door bijvoorbeeld een trauma, dan vindt daar de geleiding plaats met de snelheid van een ongemyeliniseerde zenuw.

Of het kanaal open of dicht is hangt bij ‘ligand gating’ af of chemische stoffen het kanaal verstoppen of dicht snoeren. De actiepotentiaal van de neurale membraan kan wel worden beďnvloed door ionen die door het kanaal naar binnen of naar buiten stromen.
Het open of dicht zijn van het kanaal wordt bepaald door ‘kromming’ van de eiwitten in de kolommen. De ‘kromming’ van deze kolommen wordt deels bepaald door het aanwezig zijn van de bijpassende transmitterstof op de receptoren. Dit is een elektrisch fenomeen en is ‘voltage gating’.
Er zijn ook receptoren aan de binnenzijde van het kanaal. Bij hechting van transmitterstoffen op deze plaats wordt het lumen van het kanaal kleiner of wordt het kanaal door de toegevoegde ‘kromming’ van de kolommen, geheel geblokkeerd. Het kanaal wordt ‘geligeerd’ of dichtgesnoerd, ‘ligand gating’ dus. In het Nederlands zou ‘ligatuur sturing’ de uitdrukking zijn, maar dit wordt niet gebruikt. De GABA, AMPA en NMDA kanalen maken gebruik van deze ‘ligand gating’ naast de ‘voltage gating’ via de receptoren in de kolommen.

 1.7.4 Indeling zenuwvezels naar hun geleidingsnelheid

Zenuwvezels worden onderverdeeld in 3 hoofdgroepen (A, B, C) op basis van de aanwezigheid van een myelineschede en de hoofdgroep A heeft weer een onderverdeling in Aα (A-alpha), Aβ (A-beta), Aγ (A-gamma) en Aδ (A-delta), waarmee de dikte van de myelineschede wordt aangegeven. De vorm van de myelineschede is van invloed op de snelheid van de geleiding in de zenuw, maar ook op de werking van een lokaalanestheticum dat wordt gebruikt om de prikkelgeleiding te stoppen.
De C-vezel: deze bestaat uit de axon zonder myelineschede. Er zijn geen insnoeringen van Ranvier. De geleidingsnelheid ligt tussen de 0,2 en 1,5meter per seconde. De diameter van de axon is 1µm.
De B-vezel: de axon heeft een myelineschede met een diameter van 1µm en om de 0,1mm zit er een insnoering van Ranvier. Deze myelineschede doet de geleidingsnelheid toenemen tot 3-14m per seconde.
De A-delta vezel heeft een axon met een diameter van 1µm (net als de B-vezel) waarbij de afstand van de insnoeringen van Ranvier 0,2mm bedraagt. De geleidingsnelheid is daardoor iets groter, 5-15m per seconde.
De A-gamma vezel heeft een axon met een diameter van 4µm waarbij de insnoeringen op 0,5mm afstand liggen. De geleidingsnelheid ligt tussen de 15-40m per seconde.
De A-beta vezel heeft een axon met een diameter van 8µm met insnoeringen op 0,8mm afstand en een geleidingsnelheid van 40-70m per seconde.
De A-alpha vezel is de snelheidskampioen met een axon met een diameter van 13µm, insnoeringen op 1,2mm afstand en een geleidingsnelheid van 70-120meter per seconde (250 tot 430km per uur).

Tabel 2: Zenuwvezels en hun eigenschappen.
Soort zenuwvezel Diameter van de
myelineschede in µm.
Afstand tussen
de insnoeringen in mm.
Geleidingsnelheid in
meter per seconde
A-alpha 13 1,2 70-120
A-beta 8 0,8 40-70
A-gamma 4 0,5 15-40
A-delta 1 0,2 5-15
B 1 0,1 3-14
C 1 - 0,2-1,5

 1.7.5 De synaps

Aan het einde van de neuriet zit de synaps of eindknoop. In de synaps zitten blaasjes met een chemische stof. Deze stof is de neurotransmitter die voor de prikkeloverdracht naar het volgende "station" moet zorgen. Dit volgende station kan een neuron zijn, maar ook een spiercel. Een neuriet kan meerdere synapsen hebben en de prikkel op meerdere plaatsen overdragen. De synaps is het deel van een neuron dat het "effect" geeft en vormt het efferente deel van een neuron.

 1.7.6 Soorten neuronen en hun transmitterstoffen

Wat per soort neuron kan verschillen is de opbouw en transmitterstoffen waarmee het neuron wordt gestimuleerd en de transmitterstoffen die het neuron uiteindelijk afgeeft. Dit is afhankelijk van het deel van het zenuwstelsel waarin het neuron functioneert.

 1.7.6.1 Neuronen van het autonome zenuwstelsel

Neuronen in het autonome zenuwstelsel bedienen geen "snelle" functies. Voorbeelden hiervan zijn: vasoconstrictie, darmperistaltiek, transpireren en sfincterregulatie. De voortplantingssnelheid van de prikkel door de neuriet kan laag zijn. Deze zenuwen hebben geen myelineschede om de voortplantingssnelheid van de prikkel door de neuriet hoog te houden.

 1.7.6.2 Transmitterstoffen in het autonome zenuwstelsel

Het volgende lijstje is slechts een klein deel van de transmitterstoffen die werkzaam zijn in het zenuwstelsel:

Transmitterstof eigenschap affector/effector systeem
Adrenaline adrenerg affector sympathisch deel
Noradrenaline adrenerg affector parasympathisch deel
Acetylcholine muscarine effector sympathisch en parasympathisch

Het parasympathische deel van het autonome zenuwstelsel ligt voornamelijk buiten het ruggenmerg. Een van de belangrijke autonome zenuwen is de N. Vagus of de tiende hoofdzenuw. De andere autonome zenuwvezels zijn gegroepeerd in strengen zoals de "parasympathische grensstreng" en de "Plexus Solaris".

 1.7.6.3 Neuronen van het willekeurige zenuwstelsel

Neuronen van het willekeurige zenuwstelsel hebben wel "snelle" functies. De bewegingen van willekeurige spieren zouden geen enkele zin hebben als zij niet op een snelle manier werden aangestuurd. Een andere vorm van snel effect is een reflexboog van neuronen met het afferente deel in de beenspieren en het efferente deel in het ruggenmerg. De reactie van een dergelijke reflexboog moet zo snel zijn dat de spiercontracties die nodig zijn voor het bewaren van het evenwicht tijdens het lopen, binnen een bepaalde tijd plaatsvinden omdat anders lopen op twee benen niet mogelijk is.
Neuronen in het willekeurige zenuwstelsel die een lange neuriet hebben en de prikkel snel ter plaatse moeten brengen, hebben een myelineschede met cellen van Schwann.

 1.7.6.4 Transmitterstoffen in het willekeurige zenuwstelsel

Transmitterstof plaats affector/effector systeem
Gamma Amino Boterzuur in de hersenen affector sensibel
Amino Methyl Propionzuur in de hersenen affector sensibel
N-Methyl D-Aspartaam in de hersenen affector sensibel
Acetylcholine in de synaps en de hersenen effector motorisch en sensibel

De zenuwcellen van het willekeurige zenuwstelsel liggen voor een deel binnen de benige bescherming van de schedel of de wervelkolom.

 1.7.7 Soorten neuronen naar hun vorm

 1.7.7.1 Schakelneuronen

Figuur 28: Schakelneuron.
Schakelneuron.

De grootste hoeveelheid neuronen is aanwezig in de hersenen. Hun functie is nog niet volledig begrepen en men denkt dat hun aantal verband houdt met het associatievermogen, het denken en het "mens zijn". Hun functie is niet anders dan het vormen van oscillerende (slingerende of heen en weer gaande) circuits die de mens een slaap en waak ritme geven en de golven op het EEG vormen. Deze neuronen hebben een zeer korte neuriet en geen myeline schede. Hun stofwisseling wordt ondersteund door de gliacellen, een celsoort die speciaal voor die functie in de hersenen en het ruggenmerg aanwezig is. Deze soort neuronen, zijn de schakelcellen die een bepaalde stimulus overbrengen en bevinden zich ook in het ruggenmerg, waar zij een onderdeel in de reflexbogen vormen.

 1.7.7.2 Bipolaire neuronen

Figuur 27: Bipolair neuron.
Bipolair neuron.

Deze neuronen hebben duidelijk een afferent en een efferent deel. Zij lijken van twee polen (bipolair) voorzien te zijn. Deze neuronen vindt men veel in het ruggenmerg. Het afferente deel vormt een “opnemer” voor druk of rek in de spier of een pees die aan een spier vast zit. Het efferente deel loopt dan naar een synaps in het ruggenmerg om daar te schakelen met een motorisch neuron. Zo vormen zij de terugkoppeling tussen de spier en een synaps in het ruggenmerg. Deze terugkoppeling maakt dat de spierbeweging beheerst verloopt en dat spieren elkaar niet tegenwerken.
Het afferente deel kan ook de opnemer zijn van pijngevoel en deze pijnprikkel naar de hersenen transporteren. Bij anesthesie en pijnbestrijding zijn het juist deze neuronen waarvan men de functie (tijdelijk) wil uitschakelen.

 1.7.7.3 Piramide cellen

Figuur 28: Piramide cel.
Piramide cel.

Piramide cellen zijn een soort "verzamel neuronen" in de hersenen. De vele dendrieten ontvangen vanuit alle richtingen stimuli op, die door het neuron worden opgeteld en uiteindelijk tot een signaal zullen leiden dat via het ruggenmerg naar een motorische voorhoorncel wordt getransporteerd.
 
 
 

 1.7.7.4 Cel van Purkinje

Figuur 29: Purkinje cel.
Purkinje cel.

Deze cellen bevinden zich vooral in de kleine hersenen. De kleine hersenen controleren hiermee de totale stimulus naar het lichaam. De Purkinje cel onderscheidt zich van de andere neuronen door een zeer uitgebreid en fijn vertakt stelsel van dendrieten.
 
 

 1.8 De functie van een zenuwcel

De functie van een zenuwcel of neuron komt sterk overeen met een draad waardoor een elektrisch signaal loopt waarmee -op afstand- een toestel wordt aan of uitgezet of waarmee logische schakelaars in computers worden bediend. Alle neuronen zetten een prikkel met een chemische stof (een neurotransmitter) om in een elektrochemisch signaal dat zich door de axon van het neuron verplaatst en uiteindelijk weer wordt omgezet in de uitstoot van een chemische stof (een andere neurotransmitter). Deze functie is voor alle soorten neuronen gelijk.

 Doelstellingen

De student kan de anatomie van de zenuwcellen weergeven.
De student kan de opbouw van de celmembraan weergeven.
De student kan de kanalen en hun bijbehorende receptoren benoemen.
De student kan transmitterstoffen en hun bijbehorende kanalen benoemen.
De student kan een beschrijving geven van de verschillende neuronen met hun functie.
De student kan de begrippen repolarisatie en depolarisatie duiden.
De student kan de begrippen ‘voltage gating’ en ‘ligand gating’ verklaren.
De student kan de elektrische spanningen die hierbij horen noemen.
De student kan verschillen in de voortplantingsnelheid van de verschillende zenuwvezels verklaren.

terug naar het begin van dit hoofdstuk
terug naar de inhoudsopgave

 2 Neurofysiologie van de motoriek

Bladwijzers:
2.1 Motorische eindplaat
2.2 Relaxantia (spierverslappers)
2.2.1 Depolariserende relaxantia (succinylcholine, curalest)
2.2.2 Niet depolariserende relaxantia (curare, Tracrium®, Mivacron®, Esmeron®.)
2.2.2.1 Atracurium (Tracrium®), 2.2.2.2 Mivacurium (Mivacron®), 2.2.2.3 Rocuronium (Esmeron®)
2.2.3 Blokkade van de neuromusculaire overgang
2.2.4 Effecten van belang bij bewaking
2.2.5 Antagonisten voor relaxantia
2.2.5.1 Prostigmine, neostigmine, 2.2.5.2 Sugammadex (Bridion®)
Doelstellingen

 2.1 Motorische eindplaat

Figuur 30: Polarisatie.
Polarisatie.

In de synaps wordt uit azijnzuur en choline het acetylcholine gemaakt. Het acetylcholine “wacht” tot het myoneurale membraan kan bereiken. Deze toestand heet polarisatie omdat er een spanning is over de myoneurale membraan.
Spierverslappers werken op de motorische eindplaat, de overgang van zenuwvezel naar spiervezel. Deze motorische eindplaat bestaat uit een synaps, een myoneurale membraan en de daaronder liggende spiervezel(s).
Uit azijnzuur en choline wordt het acetylcholine gemaakt. Dit acetylcholine is de transmitterstof (zie hoofdstuk 1).
Over de myoneurale membraan is in rust een elektrische spanning aanwezig, de actiepotentiaal. Men spreekt dan over een “gepolariseerde membraan”.
Op een prikkel uit de zenuw wordt de weg voor het acetylcholine naar de myoneurale membraan geopend en kan de acetylcholine op de receptorplaatsen gaan “zitten”. Hierdoor ontstaat de depolarisatie, de spanning over de myoneurale membraan vermindert

Figuur 31: Depolarisatie.
Depolarisatie.
Op een prikkel uit de zenuw wordt de weg voor het acetylcholine naar de myoneurale
membraan geopend en kan de acetylcholine op de receptor-plaatsen gaan “zitten”.
Hierdoor ontstaat de depolarisatie, de spanning over de myoneurale membraan
verminderd.

De aankomende zenuwprikkel maakt op de motorische eindplaat de transmitterstof acetylcholine vrij, die zich vastzet op de myoneurale membraan. Hierdoor wordt de membraan doorlaatbaar voor natrium en kalium ionen. De verschuiving van de natrium en kalium ionen veroorzaakt een elektrische ontlading; de z.g. depolarisatie, die als gevolg een contractie (samentrekken) van de spier veroorzaakt.
 
 
 
 
 
 
 
 

Figuur 32: Repolarisatie.
Repolarisatie.
Het cholinesterase “eet” het acetylcholine op en zorgt er zo voor dat de receptor-
plaatsen weer worden vrijgemaakt voor de volgende stoot van acetylcholine.

Het acetylcholine wordt op de spiercelmembraan direct afgebroken door het acetylcholinesterase, waarna de spiercel zich weer herstelt. Dit alles speelt zich af in honderdsten van seconden. Bij een contractie van de spier wordt door de zenuwen een continue stroom van prikkels op de eindplaat afgevuurd en er wordt een continue stroom acetylcholine vrijgemaakt die de spiervezel, ondanks de aanwezigheid van acetylcholinesterase, kan doen samentrekken (contraheren). Dit heet wel het competitie effect, er bestaat een voortdurende competitie tussen het acetylcholine en het cholinesterase.
Spierverslappers werken op twee manieren:
- depolariserend
- niet depolariserend
 

 2.2 Relaxantia (spierverslappers)

Het gebruik van relaxantia maakt het mogelijk om met een minder diepe narcose toch een goed verslapte patiënt te krijgen. Dit is nodig om in de buik te kunnen opereren. De basale spiertonus van de spieren van de buikwand perst de darmen naar buiten en maakt de buikoperatie moeizaam. Het gebruik van spierrelaxantia maakt beademen noodzakelijk omdat naast de buikspieren ook de spieren voor de ademhaling uitvallen.
De inzet van relaxantia neemt af. Het gebruik van een spierverslapper maakt het voor de patiënt minder goed mogelijk bij het ‘ondieper’ worden van de narcose of awareness te reageren met bewegen. BIS of andere narcose diepte monitoring methoden kunnen dit probleem nog niet goed opvangen.

 2.2.1 Depolariserende relaxantia (succinylcholine, curalest)

Figuur 33: Succinylcholine.
Succinylcholine.

Voor snelle en kortdurende relaxatie wordt gebruik gemaakt van succinylcholine. Er is geen relaxans dat in zo korte tijd, zo sterk verslapt als succinylcholine. Het werd vooral gebruikt bij intubaties, maar de nadelen hebben ervoor gezorgd dat het bijna geheel is vervangen door andere niet depolariserende relaxantia. Bij een moeilijke repositie van een geluxeerd gewricht heeft het nog zijn nut omdat de verslapping maar vijf minuten duurt.
Succinylcholine is in scheikundig opzicht een dubbel acetylcholine molecule. Het acetylcholine is gespiegeld in het laatste koolstofatoom. Het is daarom niet zo vreemd, dat succinylcholine hetzelfde effect heeft op spieren als het acetylcholine. Het verschil is dat het succinylcholine niet door dezelfde stof wordt afgebroken en dat de afbraak langzamer is dan de afbraak van acetylcholine. Door deze langzame afbraak houdt het succinylcholine de receptor bezet en zal er geen nieuwe spiercontractie plaatsvinden. De spieren zijn dan verslapt. Het middel wordt gebruikt als kortwerkende spierverslapper voor intubatie voorafgaand aan beademing in de anesthesie of op intensive care en een eerste hulpafdeling.
Elektrisch gezien is de molecule sterk positief geladen en past daardoor goed op receptoren met een negatieve lading.
De depolariserende stof, succinylcholine, is een cholineverbinding en bootst het acetylcholine na. Doordat de spierreceptor nog eenmaal door een "choline" bezet wordt ontstaat er nog één keer een contractie van de spieren en hierbij komt een grote hoeveelheid intracellulair K+ vrij. Dit kan bij patiënten met een hoge K+ spiegel aanleiding geven tot ritmestoornissen. De heftigheid van deze contractie hangt af van de snelheid van inspuiten. Soms is de contractie van strekkers en buigers zo sterk dat er een avulsiefractuur of peesblessures ontstaan. Een patiënt kan postoperatief dan ook over pijn klagen op plaatsen waar de chirurg niet is geweest. Om dit te voorkomen wordt succinylcholine niet meer gebruikt of men laat het eerst vooraf gaan door een lage dosis van een niet-depolariserende spierverslapper, hoewel het tot nu toe nog nooit onomstotelijk bewezen is dat een lage dosis niet-depolariserende spierverslapper beschermt tegen de neveneffecten van depolariserende spierverslappers.
Een ander effect van succinylcholine is dat het nabootsen van het acetylcholine effect niet alleen beperkt blijft tot de willekeurige spieren, maar ook effect heeft op de receptoren in het sympathisch/parasympathisch zenuwstelsel. Het heeft een sterk parasympathicomimetisch effect en verlaagt de polsfrequentie aanzienlijk. Atropine geeft hiertegen een goede bescherming, maar kent weer andere bezwaren.
Het succinylcholine wordt door het in het plasma aanwezige enzym pseudocholinesterase, ook wel plasma pseudocholinesterase genoemd, veel langzamer afgebroken dan achetylcholine door het plasmacholinesterase. Het blijft daardoor lang op de myoneurale membraan aanwezig en blokkeert deze voor het acetylcholine. Er kan tijdens het verblijf van succinylcholine geen nieuwe depolarisatie van de membraan plaatsvinden en de spier blijft verslapt.
Er zijn patiënten die lijden aan het pseudocholinesterase deficiëntie syndroom, zij maken geen of heel weinig pseudocholinesterase aan en bij hen duurt de verslapping met succinylcholine soms dagen.

 2.2.2 Niet depolariserende relaxantia (curare, Tracrium®, Mivacron®, Esmeron®.)

Een niet depolariserend relaxans depolariseert de eindplaat niet bij het uitoefenen van het effect. Er zijn dus geen trekkingen (twitchen) van spieren te zien.
Het curare (pijlgif, gebruikt door de Amazone indianen) was de eerst bekende spierverslapper. Hoe zij de spierverslappende werking hebben ontdekt is niet duidelijk geworden, wel wordt de bereiding van het gif omgeven met veel rituelen. De werkzame stof D-tubocurarine komt uit 2 planten, een liaan en een strychnine soort (strychnine wordt ook als rattengif gebruikt). De indianen gebruikten het curare voor de jacht om dieren te verlammen en ze vervolgens te doden voor voedsel. Dit is mogelijk omdat alleen indien D-tubocurarine in de bloedbaan komt, het middel snel de motorische eindplaat bereikt. Wordt het middel opgegeten dan is de opname door de darm te langzaam om in effectieve hoeveelheden in het bloed terecht te komen. De curare in de opgegeten dieren heeft dus niet tot de dood van de jagers geleid.
Alloferine® was het eerste synthetisch gemaakte D-tubocurarine. Het was lang werkend en slecht stuurbaar. Hierbij kwam nog dat als de pH graad van het bloed daalde, het middel sterker ging werken.
Pancuronium (Pavulon®) is het eerste synthetisch gemaakte derivaat van curare. Dit middel was lang werkend en daarmee ook weer slecht stuurbaar. Een voordeel boven Alloferine was dat het op basis van verzuring niet sterker ging werken.
Vecuronium (Norcuron®) is het eerste kort werkende relaxans. Hierdoor werd de stuurbaarheid beter en het kon ook voor intubatie worden gebruikt bij kort durende ingrepen. Het is inmiddels vervangen door Rocuronium (Esmeron®).

 2.2.2.1 Atracurium (Tracrium®)

Figuur 34: Atracurium (Tracrium®).
Atracurium (Tracrium®).

Een mooi symmetrisch molecule met een ‘rug aan rug’ structuur zoals succinylcholine. Kenmerkend zijn de carboxylgroepen die het middel zuur maken en de piperidylgroepen die met hun stikstofatoom zorgen voor koppeling op de receptor.
Het is een kort werkend middel, dat soms toch opvallend lang nawerkt. Het wordt afgebroken volgens de Hofmann eliminatie en dit systeem van eliminatie is afhankelijk van de zuurgraad bij de patiënt. Verzuring door oppervlakkige ademhaling versterkt de werking en maakt de ademhaling nog oppervlakkiger… en zo voort.
Regelmatig worden er galbulten waargenomen ten gevolge van histamine release en een anafylactische reactie is niet uitgesloten. Het middel is een beetje op z’n retour en wordt voor kortdurende operaties meestal vervangen door Mivacurium.

 2.2.2.2 Mivacurium (Mivacron®)

Figuur 35: Mivacurium (Mivacron®).
Mivacurium (Mivacron®).

Er is een hele reeks stoffen ontwikkeld die een overeenkomstige moleculestructuur hebben gelijkend op Atracurium. Mivacurium (Mivacron®) is een molecule dat net als Atracurium rond 2 vetzuren is opgebouwd. Voor de hechting op de receptorplaats zijn er weer 2 piperidineringen met een stikstofatoom. De molecule is weer keurig gespiegeld. De hydroxyl groepen aan de benzeenringen van Atracurium zijn bij Mivacurium vervangen door methoxygroepen.
De Hofmann eliminatie is niet van toepassing op Mivacurium. Mivacurium wordt door het enzym plasma pseudocholinesterase in delen ‘opgeknipt’ en hierdoor verdwijnt de werking. Er zit een ‘maar’ aan dit proces: er bestaan mensen die een plasma pseudocholinesterase deficiëntie hebben en zij missen daarmee het enzym om Mivacurium af te breken (en dus ook om succinylcholine af te breken). Bij hen kan een verslapping met Mivacurium lang duren en soms wordt er dialyse toegepast om het Mivacurium uit het bloed te ‘filteren’.

 2.2.2.3 Rocuronium (Esmeron®)

Figuur 36: Rocuronium (Esmeron®).
Rocuronium (Esmeron®).

Rocuronium (Esmeron®) is een verdere ontwikkeling van Vecuronium (Norcuron®) naar een spierverslapper die een kort, maar intenser blok geeft.
De aanwezigheid van een carboxylgroep maakt het middel zuur en dat ruik je als de flacon openmaakt; het ruikt naar azijn. Dit zuur geeft ook de branderige sensatie bij het inspuiten (patiënt eerst laten slapen) en een zeer sterke vasospastische vasoconstrictie (vaak te zien als een rode streep in het verloop van de infuusvene).
De hechting op de receptor wordt verzorgd door de 5-voudige ring met het stikstofatoom rechts. De hexaanringen en de pentaanring in het centrum zijn kenmerkend voor een steroďd structuur. Samen met nitroxypentaan ring links vormen zij de koppeling aan een speciaal voor dit middel ontwikkelde antagonist: Sugammadex.
Het middel wordt afgebroken volgens de Hofmann eliminatie en door verzuring kan er daarom recurarisatie ontstaan.

 2.2.3 Blokkade van de neuromusculaire overgang

Figuur 37: Blokkade door een curare-achtige stof.
Blokkade door een curare-achtige stof.
Een curareachtige stof kan niet door acetylcholine worden “opgegeten”. Het blijft
op de receptorplaatsen zitten en houdt deze bezet zodat de acetylcholine niet voor
een depolarisatie kan zorgen. De spiercel zal niet samentrekken en de patiënt is verslapt.

De niet-depolariserende stof gaat op de myoneurale membraan zitten en hecht zich aan de spiercelmembraan en blokkeert deze voor acetylcholine. Deze stof depolariseert niet, er ontstaat geen spiercontractie bij de aankomst van de stof op de myoneurale membraan, het is een z.g. niet-depolariserend relaxans.
Bij deze methode van verslappen wordt het relaxans niet door het cholinesterase afgebroken maar elders in het lichaam (lever en nieren). Als de concentratie van het relaxans aan de spiercelmembraan lager wordt, kan op die vrijgekomen plaatsen het acetylcholine toch de spiercelmembraan depolariseren. Het acetylcholine krijgt dan weer de overhand en de verslapping is “uitgewerkt”.
Bij gebruik van een spierverslapper moet er geďntubeerd worden, alleen bij een kortwerkende spierverslapper zoals curalest kan ook met de kap beademd worden, maar het is geen aanrader.

 2.2.4 Effecten van belang bij bewaking

Ondanks het bestaan van stimulators om de mate van spierverslapping te testen, wordt er vaak uitgegaan van 'altijd antagoneren'. Toch is dit niet altijd een garantie voor een veilig postoperatief verloop. Een patiënt die klaagt over zware armen heeft beslist nog last van het relaxans, zelfs al ademt deze patiënt normaal. Het voor enige tijd kunnen optillen van het hoofd is ook geen teken van "totale receptor beschikbaarheid". Er zijn relaxantia die langer werken dan de antagonerende stof. Een vorm van restverslapping kan dan later weer optreden. Curare was hierom berucht. Door de restverslapping ging de patiënt minder ademen, hierdoor werd hij "zuurder" waardoor de curare nog weer beter ging werken. Dit noemde men recurarisatie. Hierdoor ontstond er een vicieuze cirkel met als einde ademstilstand. Van Pavulon® en Norcuron® wordt gezegd dat het geen recurarisatie gebaseerd op verzuring kent, maar een opnieuw optreden van restverslapping is nog wel mogelijk. Tracrium® kent wel recurarisatie op basis van verzuring. Overigens zijn zwangeren (na sectio's) extreem gevoelig voor relaxantia (soms tot maanden na de bevalling).

 2.2.5 Antagonisten voor relaxantia

Het ‘verdrijvingproces’ van de verslappende stof op de myoneurale membraan kan worden versneld door het gevormde acetylcholine niet af te laten breken door het plasma cholinesterase. Het komt daardoor in een hogere concentratie voor op het spiercelmembraan en verdringt het niet-depolariserende relaxans.

 2.2.5.1 Prostigmine, neostigmine

Het tegen gaan van het afbreken van acetylcholine gebeurt door het ‘afbrekende’ enzym cholinesterase te remmen in zijn ontstaan. Zo ontstaat er meer acetylcholine en dit ‘spoelt’ de verslappende stof weg en maakt depolarisatie weer mogelijk. De spier krijgt daarmee zijn contractiemogelijkheid terug. Het toegediende medicament is de cholinesteraseremmer (prostigmine, neostigmine).
Het kan voorkomen dat wanneer de cholinesteraseremmer is uitgewerkt, er toch nog voldoende relaxans in het lichaam aanwezig is. De patiënt kan dan opnieuw verlamd geraken. Dit proces lijkt op recurarisatie, maar wordt niet als dusdanig benoemd. Hier is sprake van niet voldoende antagoneren of een te korte werking van de antagonerende stof.

 2.2.5.2 Sugammadex (Bridion®)

Figuur 38: Sugammadex (van 3Dchem).
Sugammadex (van 3Dchem).

De werking van Sugammadex (Bridion®) berust niet op competitie, maar op het inkapselen van de Vecuronium of Rocuronium molecule in een kegelvormige molecule. Hierdoor is het relaxans onwerkzaam geworden want het kan niet meer op de receptor hechten. De werking is dus fundamenteel anders dan van prostygmine.
Na het toedienen van Sugammadex kan er 24 uur geen verslapping met Rocuronium meer worden gegeven omdat dit middel dan meteen wordt ingevangen door de Sugammadex molecule en geen blokkade van de neuromusculaire overgang volgt.
Het relaxans ondergaat uiteindelijk de Hofmann eliminatie en wordt uit de ‘kegel’ verwijderd. Sugammadex wordt veel langzamer afgebroken en blijft daardoor nog lang werkzaam.
Een alternatief voor een tweede verslapping zou het gebruik van Atracurium of Mivacurium zijn. Deze molecules zijn zo groot dat zij niet kunnen worden ingevangen door de Sugammadex molecule en het ontbreekt bij deze molecules aan een nitroxypentaan ring, die de binding met de Sugammadex molecule verzorgd. Atracurium en Mivacurium kunnen niet met Sugammadex worden geantagoneerd.
De opheffing van de spierverslapping is ‘aan de naald’, het effect is direct na het inspuiten merkbaar. Sugammadex werkt niet direct na het inspuiten van Rocuronium, er moet ongeveer 20 minuten tussen zitten.

 Doelstellingen

De student kan de werking van relaxantia weergeven.
De student kan de effecten van belang voor de bewaking van de nawerking van relaxantia benoemen.
De student kan een selectie van antidota voor relaxantia benoemen.

terug naar het begin van dit hoofdstuk
terug naar de inhoudsopgave

 3 Neurofysiologie van de narcose

Bladwijzers:
3.1 Algehele anesthesie
3.2 Intraveneuze anesthetica
3.2.1 Inductiemiddelen
3.2.2 Middelen voor onderhoud van de hypnose
3.2.2.1 Intraveneuze hypnotica en analgetische narcotica, 3.2.2.2 Effecten van belang bij bewaking, 3.2.2.3 Antagonisten
3.2.3 Inhalatie anesthetica
3.2.3.1 Effecten van belang bij bewaking, 3.2.3.2 Antagonisten
Doelstellingen

 3.1 Algehele anesthesie

Men spreekt van algehele anesthesie indien de patiënt met behulp van centraal (op de hersenen en de hersenstam) werkende medicijnen in een toestand van bewusteloosheid wordt gebracht. Men spreekt wel eens van “de drie pijlers van de algehele anesthesie”. Zij zijn:
1. Bewusteloosheid (Hypnos = slaap) veroorzaakt door medicijnen die men hypnotica noemt.
2. Analgesie (Algos = pijn, analgos = geen pijn) veroorzaakt door centraal werkende pijnstillers, veelal uit de morfine groep.
3. Relaxatie (Relax = slap, rust) veroorzaakt door spierverslappers, veelal uit de curare groep.
Men spreekt ook wel van narcose naar het woord narcos dat verdoofd in de betekenis van 'versuft' betekend. Van dit woord is het begrip 'narcotica' afgeleid.
Het begin van de anesthesie noemt men inleiding of inductie. Het laten terugkeren tot bewustzijn noemt men uitleiding. De duur van zowel in- als uitleiding is afhankelijk van de gebruikte stoffen, premedicatie en de conditie van de patiënt. Onder in het schema staat het woord dood vermeld. Laat duidelijk zijn dat een anesthesie geen natuurlijke slaap is. Wanneer een patiënt in bewusteloze toestand is gebracht, wil dit zeggen, dat de patiënt zich niet realiseert wat er met hem gebeurt. Het betekent niet, dat er in het lichaam geen reacties optreden, zoals reageren op pijn en geluidsprikkels. Dit zijn dan reacties die het gevolg zijn van de werking van het autonome zenuwstelsel. Vooral tijdens de inductie kunnen geluidsprikkels zoals het rinkelen van instrumentarium heftige reacties opwekken (laryngospasmus, polsvertraging tot asystolie). Bij patiënten met astma is er een verhoogde kans op brochospasmus.

Figuur 39: Stadia van bewustzijn <=> bewusteloosheid.
Stadia van bewustzijn <=> bewusteloosheid.

Het tegenovergestelde van 'Hypnos' of 'Narcos' is 'Awareness'. Dit is geen Grieks maar Engels voor “opmerkend”. Worden farmaca met een hypnotische werking in te geringe mate toegediend, dan ontstaat Awareness. De patiënt kan zich na de operatie bepaalde dingen herinneren en dit later vertellen. De patiënt is tijdens de operatie 'aware' of 'bij' (bij bewustzijn) geweest.
Wanneer er tijdens de anesthesie een reactie op pijn optreedt, betekent dit meestal niet dat de patiënt geestelijk ook lijdt onder deze pijn, hij wordt verondersteld bewusteloos te zijn. Bij een geval van Awareness kan ook geestelijk lijden onder de operatiepijn aanwezig zijn.
Lichamelijke reacties op pijn zijn wel waar te nemen; zo kan de patiënt tranende ogen hebben, zweten en rood worden door de effecten van de pijn op het autonome zenuwstelsel.
Er zijn drie transmitterstoffen belangrijk bij het waken en slapen: Gamma Amino boterzuur (GABz) en NMDA (N-methyl-D-aspartic acid of N-methyl-D-asparagine zuur) en Glutamate.
Slapen of waken hangt af van de balans tussen de aanwezigheid in het lichaam van NMDA en GABz. GABz is de transmitterstof die het slapen induceert indien de concentratie hoog genoeg is. NMDA is de transmitterstof die het waken of wakker zijn stimuleert indien de concentratie hoog genoeg is. Glutamate heeft invloed op de AMPA tunnel die op zijn beurt de effecten van de GABA tunnel en de NMDA tunnel weer moduleert. Om bewustzijnsverlies teweeg te brengen worden er twee invloeden gebruikt:
1.  bezetten van de GABz receptoren aan de buitenzijde van de GABA tunnel door een farmacon dat hetzelfde effect heeft als GABz (bv. met GammaOH, een ouderwets hypnoticum) zodat de slaap de overhand krijgt.
2.  bezetten van de NMDA receptor door een farmacon dat geen NMDA effect heeft (bv. met lachgas, Ketamine en Xenon), zodat het wakker zijn wordt onderdrukt en de slaap de overhand krijgt.

 3.2 Intraveneuze anesthetica

Het farmacon wordt via een vene rechtstreeks in de bloedbaan toegediend.
Een intraveneuze anesthesie is bijna altijd een gebalanceerde anesthesie. Er zijn mogelijkheden om een intra veneuze monoanesthesie te geven met zeer hoge doses Fentanyl of Sufentanil, maar er wordt bijna nooit voldoende verslapping bereikt, zodat er een speciaal farmacon voor verslapping moet worden bijgegeven.
De stuurbaarheid van iv- mono-anesthesieën is slecht. De dosis Fentanyl die een patiënt voldoende pijnstilling geeft, is vaak niet groot genoeg om hem diep te laten slapen en zo komt het voor dat een patiënt op de verkoeverkamer beweert dat hij het intra-operatieve overleg tussen de chirurg en patholoog heeft kunnen horen en verstaan (“het been eraf, of het sparen, wat denk je?”). Moeders na sectio’s met algehele anesthesie beweren heel vaak dat zij het kind hebben horen huilen. In bijna alle gevallen hebben zij dan een intraveneus middel gehad waarbij de inductie werd opgevolgd door een infuus met een intraveneus hypnoticum.

 3.2.1 Inductiemiddelen

Thiopental (Pentothal®, Nesdonal®; is obsoleet)
Het geeft een diepe bewusteloosheid. Bij toediening kan bloeddrukdaling en vermindering van de ademhaling optreden. Thiopental wordt voor het voortzetten van de anesthesie niet gebruikt. Het veroorzaakte een “Pentothal hangover”, een Penthotal kater na de anesthesie.
Etomidaat (Hypnomidate®)
Is een kortwerkend hypnoticum met cardiovasculair nauwelijks bijwerkingen. Het is wel irriterend voor de vaat-wand bij injectie. Spiertrekkingen komen frequent voor, maar kunnen worden vermeden door voor de inductie een morfinomimeticum (bv. Sufenta®) toe te dienen. Etomidaat werd wel gebruikt als intraveneus middel voor het voortzetten van de bewusteloosheid. Het middel veroorzaakte echter sterke vaatwand irritaties en flebitis. Tegenwoordig wordt het alleen nog gebruikt voor inleiding van patiënten met cardiale bezwaren omdat het bijna geen negatieve invloed heeft op het hart.
Propofol (Diprivan®)
Is een kortwerkend anestheticum met een snelle recovery fase en helder ontwaken. Dit maakt het buitengewoon geschikt voor de dagbehandelingpatiënten. Voor cardiaal belaste patiënten kan het beter niet worden gebruikt. De negatieve invloed op het hart is nog groter dan die van Thiopental. Het inspuiten geeft vaak een branderig gevoel in het verloop van de vene. De tolerantiebreedte is zeer groot: ca. 100%. Dit wil zeggen dat bij twee patiënten van gelijk gewicht, bij de één misschien een dubbele dosis gegeven moet worden ten opzichte van de ander, om hetzelfde effect te krijgen.
Propofol kan herhaald worden toegediend en als continue infusie. Propofol heeft geen pijnstillend effect en moet worden gecombineerd met een morfinomimeticum om voldoende pijnstilling te krijgen.
Het middel wordt opgelost in een vetemulsie en men heeft bij patiënten met vetembolieën postoperatief al eens met een 'schuin oog' naar dit middel gekeken. Omdat het middel lipofiel is, zal het zich bij langdurige toediening stapelen in alle lichaamsvetten.
Midazolam (Dormicum®)
Dit middel is minder geschikt als inductiemiddel, maar wordt soms daarvoor gebruikt. Het kent zijn toepassing vooral in de premedicatie en heeft een uitgesproken retrograde amnesie. Hierdoor kan het Awareness onderdrukken.

 3.2.2 Middelen voor onderhoud van de hypnose

Ondanks alle negatieve effecten van inhalatie anesthetica die men in de loop van de tijd heeft ontdekt, worden deze nog steeds veel gebruikt. Deze middelen en hun werking zijn in aparte paragrafen uiteengezet.

 3.2.2.1 Intraveneuze hypnotica en analgetische narcotica

Er is hernieuwde belangstelling voor ‘ouderwetse’ middelen zoals Ketamine hydrochloride (Ketalar® en Ketanest®) en Gamma Hydroxide Boterzuur, (het laatste middel krijgt voornamelijk aandacht in het uitgaanscircuit). Ketamine heeft een blokkerende werking van prikkels in het gebied van de hersenstam, het heeft geen invloed op de ademhaling en de werking is niet te vergelijken met middelen die de prikkeloverdracht van het Gamma Amino Boterzuur beďnvloeden. Ketamine heeft een blokkerende werking op het NMDA kanaal.
Gamma Hydroxide Boterzuur (gammaOH) vervangt het Gamma Amino Boterzuur als transmitterstof (vgl. de werking van acetylcholine op de motorische eindplaat) en stimuleert tot slapen en er ontstaat een lager bewustzijn. Het wordt minder snel afgebroken dan GABz en het slaap effect blijft langer aanwezig. De stof veroorzaakt veel braken en misselijkheid postoperatief. Het verhoogt de bloeddruk en verlaagt de pols. Het wordt afgebroken tot water en CO2 en is daardoor betrekkelijk veilig, maar het is slecht stuurbaar.
Propofol wordt ook gebruikt als onderhoudsmiddel voor de hypnose. De eigenschappen zijn niet anders dan zoals beschreven bij Propofol als inleidingmiddel.
Anxiolytica (Benzodiazepines) zoals Diazepam, Temazepam, Oxazepam en Midazolam hebben vaak een langdurige (na)werking en geven daardoor een goede amnesie, awareness wordt daardoor onderdrukt en ‘vergeten’.
Alle morfinomimetica (en endorfinen) hebben een dempende werking op de sensibele hersenschors. Deze geeft daardoor veel minder Gamma Amino Boterzuur af en het bewustzijn daalt. In sommige gevallen is deze daling zo groot dat er een diepe bewusteloosheid ontstaat. Fentanyl, Sufentanil, Alfentanil en Remifentanil doen dit zo sterk dat zij als monoanestheticum worden gebruikt. Hun pijnstillende effecten zijn in hoofdstuk 1 van deze module beschreven.

 3.2.2.2 Effecten van belang bij bewaking

Alle intraveneuze anesthetica;
»  zorgen voor bewusteloosheid.
»  deprimeren de ademhaling.
De ademhaling is regelmatig maar oppervlakkig, men ziet geen krachtige inademingpogingen. Ademweg vrijhouden en extra zuurstoftoediening kunnen noodzakelijk zijn.
»  hebben nagenoeg geen pijnstillend effect,
soms potentiëren zij een pijnstiller.
»  kennen een grote tolerantiebreedte.
De dosis waar de ene patiënt diep bewusteloos van raakt kan op de volgende patiënt evenveel effect hebben als 2 ml fysiologische zoutoplossing.
Dit heeft soms;
»  Awareness tot gevolg.

 3.2.2.3 Antagonisten

Eventueel kan de toediening van een wekmiddel door de anesthesioloog worden overwogen.
Flumazenil (Anexate®)
Is een specifieke competitieve antagonist van benzodiazepines, die het effect snel antagoneert maar een korte werkingsduur heeft, zodat titreren nodig is en soms meerdere injecties nodig zijn.
Theophylline (Aminophylline®)
Is in een dosering van 1-2 mg/kg lichaamsgewicht intraveneus, in staat een benzodiazepine sedatie te antagoneren, dit is het gevolg van de analeptische (opwekkende) werking van Theophylline.
Fysostigmine
Wordt in de eerste plaats gebruikt ter bestrijding van het centraal anticholinergisch syndroom (CAS). Dit is een postoperatief aanhoudende somnolentie, excitatie, ataxie en hallucinaties. Dit syndroom wordt vooral veroorzaakt door anticholinergica (atropine, scopolamine, maar veel minder sterk door Robinul®) en door farmaca met anticholinerge bijwerkingen (Haldol, antidepressiva).

 3.2.3 Inhalatie anesthetica

Halothaan, Enfluraan, Isofluraan, Sevofluraan en Desfluraan zijn gehalogeneerde koolwaterstoffen en zijn zeer sterk lipofiel. Zij hebben een receptor in de GABA en de NMDA tunnel en dereguleren daardoor de prikkel-overdracht door het ‘vettige’ Gamma Amino Boterzuur en verlagen het bewustzijn. Zij zijn zeer potent, 1 tot 2 procent in het inademinggas is meestal voldoende voor bewusteloosheid (uitgezonderd Desfluraan, 6%).
Deze middelen hebben geen pijnstillende werking, maar versterken (potentiëren) wel de werking van een pijnstiller. Omdat zij worden toegevoegd aan het anesthesie gasmengsel, wordt hun dosering verder weergegeven in de module over respiratie.
Inhalatie anesthetica zijn niet milieuvriendelijk want zij breken de ozonlaag af en het gebruik van deze middelen met hoge gasstromen neemt af. De 'low- flow' anesthesie met deze middelen is goedkoper en minder milieubelastend. De inhalatie anesthetica hebben als groot voordeel dat zij nagenoeg alle 'awareness' tegengaan. Hierin zijn zij (nog) onovertroffen door de intraveneuze middelen.

 3.2.3.1 Effecten van belang bij bewaking

Alle inhalatie anesthetica:
»  Deprimeren de diepte van de ademhaling en zijn prikkelend voor de slijmvliezen van de luchtwegen.
Er volgt een toename van de speeksel en bronchiaal secretie. De natuurlijke trilhaar beweging in de trachea wordt onderdrukt. Door de prikkeling kunnen brochospasmen voorkomen. Halothaan geeft een uitgesproken tonus vermindering van de gladde spieren in de bronchi en is daardoor bronchus verwijdend.
»  Verminderen de contractiekracht van het hart evenals de frequentie.
Daarom wordt soms van tevoren atropine toegediend, anders ontstaat er veelal een bradycardie.
»  De gladde spieren in de vaatwand worden verlamd.
Dit leidt tot daling van de perifere weerstand. Er ontstaat 'pooling' in het vaatbed (het bloed blijft in de wijde vaten achter) en samen leidt dit tot hypotensie.
»  Voorkomen 'Awareness'
De demping van de hersenschors (cortex) door inhalatie anesthetica is zo sterk dat er bij gebruik van gehalogeneerde koolwaterstoffen geen Awareness bekend is.

 3.2.3.2 Antagonisten

Er zijn geen duidelijke antagonisten voor inhalatie anesthetica in gebruik. Het endorfine effect van lachgas laat zich met Naloxon antagoneren. Zie hiervoor de paragraaf antagonisten bij de morfinomimetica.
Omdat deze gasvormige farmaca de wand van de longblaasjes passeren, verlaten zij het lichaam op dezelfde manier zodra er een concentratieverandering optreedt in het aan de patiënt toegevoerde gas. De gasvormige farmaca worden dan uitgeademd en het effect op het lichaam neemt direct af. De stuurbaarheid van de anesthesie met gassen is zo goed dat er geen antagonist nodig is.

 Doelstellingen

De student kan de gevaren van het doorlopen van de stadia van bewustzijn naar bewusteloosheid benoemen.
De student kan de werking van inhalatie anesthetica weergeven.
De student kan de effecten van belang voor de bewaking van de werking van inhalatie anesthetica benoemen.
De student kan een selectie van de middelen voor inhalatie anesthesie benoemen.
De student kan de werking van intraveneuze anesthetica weergeven.
De student kan de effecten van belang voor de bewaking van de werking van intraveneuze anesthetica benoemen.
De student kan een selectie van de middelen voor een intraveneuze anesthesie benoemen.

terug naar het begin van dit hoofdstuk
terug naar de inhoudsopgave

 Literatuur en bronnen

Wikipedia is de belangrijkste bron voor deze module. Ga naar de url: http://nl.wikipedia.org/wiki/Hoofdpagina
Kijk ook in de Engelstalige uitvoeringen en soms is er ook iets andere informatie te vinden in de Duits- en Franstalige uitvoeringen.
Google afbeeldingen is ook gebruikt met de onderstaande zoekwoorden.
Natrium kalium kanaal, NMDA kanaal, AMPA kanaal, GABA kanaal
Mu receptor, NMDA receptor, AMPA receptor, Pijn receptor
Sugammadex, Propofol, Naloxone, Midazolam
Alloferine, Curare, Norcuron/Vecuronium, Pancuronium
Atracurium, Mivacurium, Rocuronium, Glutamate
3Dchem is een organisatie die 3D afbeeldingen van moleculen heeft geanimeerd en op het internet heeft gezet. Voor de enthousiasteling is deze website een aanrader. Ga naar de url: http://www.3dchem.com en u krijgt “het molecuul van de maand” te zien.

Auteur Titel, uitgever
Pol S. van der Operatieve Zorg en Technieken, Verkoeverkamer.
VERES Publishing, Oosterbeek 2e druk 1999, ISBN 90 801578 8 0
Reekum J. van Operatieve Zorg en Technieken, Anesthesiologie.
VERES Publishing, Oosterbeek 2e druk 1992, ISBN 90 801578 1 2
Salomé dr. A.J., Huson dr. A.
Brouwer prof. P.J.
Functionele anatomie, In goede handen,
Spruyt, van Mantgem & de Does B.V. Leiden 1975, ISBN 90 238 0761 8
Schadé dr. J.P. Compendium neurologie,
De Tijdstroom Lochem 1974, ISBN 90 6087 730 6
Schadé dr. J.P. De functie van het zenuwstelsel, Aula boekenreeks,
Het Spectrum Utrecht/Antwerpen 1976, ISBN 90 274 5019 6
Reekum J. van,
Reekum N. van
Operatieve Zorg en Technieken, Scheikunde.
VERES Publishing, Oosterbeek 1e dr.: 2008, ISBN/EAN: 978-90-76860-06-0
N. Wiedenhof Scheikunde voor de n.o.-aktenopleiding.
Malmberg ’s-Hertogenbosch 1968

terug naar het begin van dit hoofdstuk
terug naar de inhoudsopgave