Je leest:

Hallucinaties in je hersenen

Hallucinaties in je hersenen

Drugs werken op je zenuwen

Auteur: | 1 januari 2007

Drugs werken letterlijk ‘op je zenuwen’. Wie wil begrijpen hoe heroïne, cocaïne of ecstasy het denken zo in de war kunnen brengen, moet iets van de werking van zenuwen weten.

Hersenscantechnieken maakten het in 2016 voor het eerst mogelijk om hersenactiviteit tijdens een LSD-trip in kaart te brengen. Kenmerkend voor een LSD-trip zijn de complexe visuele hallucinaties. Zo ontdekten hersenwetenschappers dat de visuele hersenschors tijdens een trip veel meer ‘praat’ met andere hersengebieden. Leer meer over hallucinaties in dit thema.

Professor Nico Vermeulen, hoogleraar Moleculaire Toxicologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam, zegt het zo: haast alle boodschappen die in het lichaam moeten worden doorgegeven, worden overgebracht door stoffen, die opgevangen worden in speciaal daarvoor bestemde receptoren (letterlijk: ontvangers). Zo ook de signalen die overgebracht worden van de ene zenuwcel naar de volgende. Omdat deze prikkeloverdracht tussen zenuwcellen een erg ingewikkeld proces is, kan het gemakkelijk in de war gebracht worden door drugs, gifstoffen of geneesmiddelen.

Signalen door de cel

Het zenuwstelsel is opgebouwd uit zenuwcellen, die veel verschillende vormen kunnen hebben. Het meest voorkomende type zenuwcel heeft de vorm van een radijsje, dus een beetje bolvormig met aan de ene kant één lange uitloper die axon wordt genoemd, en aan de andere kant een aantal korte uitlopers (dendrieten).

De lange uitlopers of axonen kunnen soms centimeters lang zijn. De celwand van een axon heeft een aantal heel bijzondere eigenschappen. Natriumionen worden uit de zenuwcel naar buiten ‘gepompt’, maar kaliumionen en chloride-ionen worden juist naar binnen gewerkt. Samen heeft dat tot resultaat dat door de overmaat chloride-ionen, de celinhoud een beetje negatief wordt.

Krijgt de cel ergens een prikkeling te verwerken, dan wordt de celwand op die plek plotseling doorlaatbaar voor natrium- en kaliumionen. De natriumionen zijn het kleinst en stromen daardoor het snelst de cel in, zó snel dat de celinhoud nu ineens positief wordt. Die positieve lading maakt de celwand iets verderop ook doorlaatbaar, en zo wordt de positieve lading steeds verder doorgegeven. Dat kan erg snel gaan: snelheden van 50 meter per seconde kunnen voorkomen. Daarna gaat de celwand dicht, alle verplaatste ionen worden teruggepompt, en de cel is weer klaar voor een volgend signaal.

Microscopische opname van een zenuwcel (neuron) met in het midden het cel lichaam en daar omheen de uitlopers.

Signalen tussen cellen

Aan het einde van de cel dreigt het signaal (de snel bewegende ladingsverandering in de celwand) dood te lopen, want de celwand houdt daar op. Om het signaal toch door te kunnen geven, blijkt aan het dood lopende uiteinde plotseling een signaalstof (een neurotransmitter) uit de cel vrij te komen. De moleculen van die signaal stof bewegen langzaam naar de volgende cel toe, en worden daar herkend door speciale eiwitten: de receptoren.

Omdat de cellen vrijwel tegen elkaar aan zitten, levert dat langzame bewegen van de signaalstof-moleculen gelukkig niet veel vertraging op. De wisselwerking tussen een signaalstof en zijn receptor veroorzaakt veranderingen in de ontvangende zenuwcel zodat ook van die cel de celwand doorlaatbaar wordt voor ionen en het signaal verder wordt doorgegeven door de snelbewegende ladingsverandering.

De overdracht van signalen tussen zenuwcellen verloopt via neurotransmitters die worden herkend door de receptoren aan het uiteinde van het volgende neuron.
Jos van den Broek

Verschillende effecten

De basis van de signaaloverdracht is al ingewikkeld genoeg, maar het wordt nog complexer. Er is namelijk sprake van wel vijftig verschillende zenuwstelsels, elk met een eigen taak. Dat is ook logisch: zenuwcellen die bijvoorbeeld gezichtssignalen van het oog naar de hersenen brengen, mogen hun boodschap niet aan pijngeleidende cellen door kunnen geven, ook al zitten die zenuwen vlak bij elkaar. Het lezen van deze tekst zou dan een pijnlijke zaak worden.

Elk zenuwstelsel heeft daarom een eigen signaalstof of neurotransmitter waarmee de cellen onderling kunnen ‘praten’. Dit is één van de oorzaken waarom de effecten van drugs zo enorm kunnen verschillen: hallucinerend, ontspannend of concentratieverhogend.

Amfetamine en cocaïne

Zo blijkt amfetamine effect te hebben op zenuwstelsels die dopamine en daaraan verwante stoffen als neurotransmitter gebruiken. Amfetamine stimuleert de afgifte van de neurotransmitter dopamine uit een zenuwcel, zónder dat er een prikkel door de zenuw aan is voorafgegaan.

Dat is op zich niet heel bijzonder, want ook als er niets door te geven is, ontlaadt een zenuwcel zich regelmatig. Het signaal dooft dan een eindje verderop vanzelf weer uit. Pas als een groot aantal zenuwcellen tegelijk ‘vuurt’, dooft een signaal niet uit en wordt het als echt doorgegeven.

Het geheel zou je kunnen vergelijken met een automotor die stationair loopt: de motor draait wel, maar de auto rijdt nog niet. Amfetamine blijkt sommige zenuwstelsels als het ware op een hoger toerental stationair te laten lopen, zodat het stelsel sneller op echte prikkels reageert. Er ontstaan dus veel meer ‘valse’ signalen dan normaal in rust. Cocaïne werkt op een iets andere manier, maar wel op ditzelfde zenuwstelsel, zodat de werking van cocaïne en amfetamine vergelijkbaar is.

Bewustzijnsverruimende middelen

Middelen zoals LSD blijken invloed te hebben op een heel ander zenuwsysteem. In dit geval is het een zenuwstelsel dat met serotonine als neurotransmitter werkt. Dit hele systeem wordt door bewustzijnsveranderende middelen op een lager pitje gezet, de zenuwen worden minder actief.

Verdovende middelen

Voor dit type middelen, waaronder ook morfine valt, heeft het erg veel moeite gekost om uit te zoeken welk zenuwsysteem werd beïnvloed. Aan de effecten van opiaten (nauwe oogpupillen, remming van de ademhaling, remming van de darmwerking dus obstipatie) werd duidelijk welke zenuwen het betrof. Maar de bijbehorende neurotransmitter was jaren lang onvindbaar.

Een rol in de oplossing van het raadsel speelde de merkwaardige stof Naloxon, die binnen enkele seconden alle morfine- en andere opiaatmoleculen van de receptoren op de zenuwcellen kan verwijderen. Een met Naloxon behandelde patiënt die op sterven ligt na een overdosis heroïne, staat ogenblikkelijk op alsof er niets gebeurd is. Iets later beginnen dan overigens wel sterke ontwenningsverschijnselen.

In 1975 werd de neurotransmitter uiteindelijk gevonden: een klein eiwitmolecuul, endorfine genoemd, bestaande uit vijf aminozuren. Dit endorfine blijkt in het lichaam eigenlijk hetzelfde effect te hebben als morfine, namelijk de pijn onderdrukken. Sinds de samenstelling van dit endorfine bekend is, is de geneesmiddelenindustrie op zoek naar een pijnstiller die niet de verslavende eigenschap pen van morfine heeft, maar wel dezelfde sterke pijnstillende werking.

Vrije Universiteit Amsterdam

De kleur van chemie

Dit artikel is afkomstig uit het hoofdstuk ‘Drugwerk’ uit de VU-uitgave ‘De kleur van chemie’, een bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Het boek werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.

Andere Kennislinkartikelen uit het hoofdstuk ‘Drugwerk’:

Dit artikel is een publicatie van VU Amsterdam, Faculteit der Exacte Wetenschappen.
© VU Amsterdam, Faculteit der Exacte Wetenschappen, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 januari 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.