Effect van drugs op neurotransmitters

• Science
• Scheikunde
• Middelbare school
• mavo, havo, vwo
• Leerjaar 2,3

Werking van drugs

Leerdoelen

• Ik kan het effect van verschillende drugs op de de bijhorende neurotransmitters uitleggen.
• Ik kan het verschil uitleggen tussen apolair en polair.
• Ik kan bij verschillende moleculen aangeven of het een apolaire of een polaire stof is.

Cannabis (hasj en wiet)

• Werkzame stof: THC
• THC is vergelijkbaar met anandamide (= neurotransmitter)
• Overeenstemming in structuur
• Functie van anandamide overgenomen door THC -> verhoogt dopamine afgifte.

Eén van de belangrijkste werkzame stoffen in cannabis (hasj en wiet) is THC. THC bindt zich in de hersenen aan dezelfde receptoren als de neurotransmitter anandamide. Dit komt doordat de chemische structuur van THC vergelijkbaar is met anandamide in de hersenen. Overeenstemming in structuur maakt het mogelijk dat de drug (THC) door het lichaam wordt herkend en de normale hersencommunicatie veranderd. Het werk van anandamide wordt als het ware overgenomen en THC verhoogt indirect de dopamineafgifte. Dit geeft een plezierig gevoel. 

Cocaïne

• Cocaïne is vergelijkbaar met dopamine (= neurotransmitter)
• Cocaïnemoleculen binden aan de dopamine transporters
• Dopamine kan niet terug de hersencel (neuron) in
• Beloningscentrum wordt sterk geactiveerd
• Oppeppende werking
• Verslavende drug

De cocaïnemoleculen binden zich aan de dopamine transporters. Hierdoor kan de dopamine niet meer teruggepompt worden in de hersencel. De dopamine komt steeds weer in aanraking met de receptoren. Hierdoor wordt het beloningscentrum sterk geactiveerd en krijgen mensen een euforisch gevoel en heeft het een oppeppende werking op zowel het lichaam als de geest. Cocaïne is een sterk verslavende drug. De stimulerende en verslavende effecten worden veroorzaakt door de verstoring van het beloningscentrum. Na verloop van tijd kan er gewenning optreden. Als gebruiker heb je dan steeds meer cocaïne nodig om nog hetzelfde effect te bereiken.

Amfetamine (speed)

• Amfetamine  is vergelijkbaar met dopamine en noradrenaline (= neurotransmitters)
• Amfetamine is kleiner dan cocaïne en kan de hersencel binnendringen, hierdoor wordt er extra dopamine en noradrenaline vrijgemaakt
• Amfetamine verandert de transporter en blokkeert de afbraak. Amfetamine werkt hierdoor langer

Amfetamine kan de cel binnendringen en extra dopamine en noradrenaline vrijmaken. Amfetamine zorgt ervoor dat de transporter in omgekeerde richting gaat werken waardoor amfetamine in de cel gaat en de dopamine en noradrenaline eruit laat. Speed blokkeert de afbraak van dopamine en/of noradrenaline. Cocaïne heeft dit laatste effect niet. Amfetamine werkt om deze reden langer dan cocaïne. Speed heeft een oppeppende werking op zowel lichaam als geest. Dit komt doordat noradrenaline in je hele lichaam wordt afgegeven. De hartslag, bloeddruk en lichaamstemperatuur nemen toe. De luchtwegen verwijden zich, spieren krijgen meer zuurstof en spannen zich. Ook de pupillen worden groter. De toename van dopamine-afgifte heeft in de hersenen veel negatieve gevolgen. Langdurig speedgebruik wordt vaak gevolgd door depressie en het beschadigd raken van dopamineneuronen.

Nicotine

• Nicotine is vergelijkbaar met acetylcholine (= neurotransmitter)
• Verstoord de hersenen
• Nicotine bindt aan de receptoren op het dopamine neuron
• Nicotine wordt niet afgebroken -> vaker signaal

Acetylcholine is de neurotransmitter tussen neuronen en spieren. Het wordt gemaakt in het ruggenmerg en de hersenstam en laat je spieren bewegen. Ook is acetylcholine betrokken bij onze hartslag, ademhaling, darmbeweging en het samentrekken van je pupil (autonome zenuwstelsel). Verder zorgt acetylcholine in de hersenen ervoor dat andere neuronen, zoals bijvoorbeeld het dopamine neuron, zijn neurotransmitters afgeeft. Nicotine heeft hier invloed op. Nicotine bindt zich aan de receptoren die eigenlijk voor acetylcholine bedoeld zijn en geeft zo nieuwe signalen door. Het werk van acetylcholine wordt als het ware overgenomen. Acetylcholine wordt normaal gesproken afgebroken. Nicotine wordt niet afgebroken en geeft dus veel vaker een signaal af dan acetylcholine. De acetylcholine receptoren op het dopamine neuron krijgen de opdracht om dopamine af te geven in het beloningscentrum. Hierdoor ga je je prettig en euforisch voelen. Wanneer je regelmatig rookt, ontstaat er gewenning aan nicotine in de hersenen. Dit betekent dat er steeds nicotine nodig is in de hersenen om ze normaal te laten werken. Als er geen nicotine is, ga je zeer sterk naar nicotine verlangen en ontstaan ontwenningsverschijnselen zoals irritatie, angst, slapeloosheid, depressie en concentratiemoeilijkheden.

XTC (MDMA)

• XTC is vergelijkbaar met serotonine (= neurotransmitter)
• Er wordt meer serotonine vrijgemaakt
• XTC bindt aan de transporter, hierdoor remt de heropname van serotonine
• Ophoping serotonine -> vaker signalen
• Gelukzalige gevoel en gevoel van verbondenheid
• Risico's 

XTC lijkt op de neurotransmitter serotonine. XTC zorgt ervoor dat er meer serotonine wordt vrijgemaakt. XTC heeft dan ook vooral invloed op de serotonine cellen. XTC remt de heropname van serotonine. Dat komt omdat XTC zich bindt aan de transporter. Hierdoor kan de serotonine niet teruggepompt worden. De XTC bevordert de afgifte van serotonine. Dat komt omdat XTC de vorm van de transporter verandert, waardoor deze als het ware van richting verandert. De transporter pompt XTC in de cel en serotonine naar buiten. Door de ophoping van serotonine bindt serotonine vaker aan de serotonine receptoren waardoor er vaker signalen verstuurd kunnen worden. De verhoogde activiteit van serotonineneuronen veroorzaakt het gelukzalige gevoel en verbondenheid met anderen. er zijn ook risico’s zoals oververhitting en watervergiftiging. Ook lijkt het erop dat gebruik van XTC gevolgen heeft voor het geheugen. Hoewel XTC een zeer lage verslavende werking heeft, betekent dit nog niet dat het een veilige drug is. Nog niet alles is bekend over XTC. Een veilige dosis XTC bestaat dus niet.

Drugs oplosbaar?

Drugs zijn soms oplosbaar in water, maar soms ook niet. 

Hoe kan dat?

Apolair

• Niet goed oplosbaar
• Geen NH- en/of OH-groep aanwezig
• Geen waterstofbruggen
• Hydrofoob ("watervrezend")
• Vanderwaalsbindingen

Als een drug apolair is dan lost de drug niet goed op in water. Dit komt doordat er geen NH- en OH-groepen zijn, waardoor er geen waterstofbruggen kunnen worden gevormd met water. Dit betekent dat een apolaire stof hydrofoob (“watervrezend”) is. Het verdampt wel vrij gemakkelijk, want de moleculen worden alleen door zwakke van der Waals bindingen bijeen gehouden. Als een drug polair is, kan het wel waterstofbruggen vormen met water, omdat het een NH-groep en/of een OH-groep bevat. Dit betekent dat een polaire stof hydrofiel (“waterlievend”) is.

Polair

• Goed oplosbaar
• Waterstofbruggen
• NH- en/of OH-groep
• Hydrofiel ("waterlievend")

Als een drug apolair is dan lost de drug niet goed op in water. Dit komt doordat er geen NH- en OH-groepen zijn, waardoor er geen waterstofbruggen kunnen worden gevormd met water. Dit betekent dat een apolaire stof hydrofoob (“watervrezend”) is. Het verdampt wel vrij gemakkelijk, want de moleculen worden alleen door zwakke van der Waals bindingen bijeen gehouden. Als een drug polair is, kan het wel waterstofbruggen vormen met water, omdat het een NH-groep en/of een OH-groep bevat. Dit betekent dat een polaire stof hydrofiel (“waterlievend”) is.

Vragen?

Kan Cocaïne waterstofbruggen vormen?

1. Ja, want het molecuul is polair
2. Ja, want het molecuul is apolair
3. Nee, want het molecuul is polair
4. Nee, want het molecuul is apolair

Dit is THC, de werkzame stof in cannabis. Is deze stof oplosbaar?

1. Ja
2. Nee

Dit is amfetamine. Geef het juiste antwoord.

1. Polair
2. Apolair

Nicotine kan waterstofbruggen vormen?

1. Ja
2. Nee

Wat hebben jullie deze les geleerd?