INHOUDSOPGAVE
H1: algemene inleiding.......................................................................................................................................... 10
1.1 Situering van fysiologie als wetenschap ...................................................................................................... 10
1.1.1 Anatomie bestudeert structuur en fysiologie functie v levende organismen ...................................... 10
1.1.2 Moderne fysiologie is ontstaan in de 19e eeuw ................................................................................... 11
1.2 Gedragsneurowetenschap .......................................................................................................................... 11
1.2.1 Historiek van gedragsneurowetenschappen ........................................................................................ 11
1.3 Het leven kan op verschillende organisatieniveaus onderzocht worden .................................................... 12
1.3.1 Uitdagingen door kleine afmetingen ................................................................................................... 13
1.3.2 Van molecule tot gedrag ..................................................................................................................... 13
1.3.3 Biochemie: cellen maken gebruik van 5 soorten basismoleculen ........................................................ 13
1.3.4 Eiwitstructuur is gebaseerd op DNA-code ........................................................................................... 14
1.3.5 Van genen naar functionele eiwitten in meercellige organismen........................................................ 15
1.4 Bouw van de cel .......................................................................................................................................... 16
1.4.1 Cytoskelet: het inwendig raamwerk van de cel ................................................................................... 16
1.4.2 Celademhaling in de mitochondriën .................................................................................................... 16
1.4.3 Adenosine-trifosfaat (ATP) is de universele pasmunt in elke cel ......................................................... 17
1.4.4 Energietransfer in de natuur ............................................................................................................... 17
1.4.5 Cellen halen energie (ATP) uit vetten, koolhydraten en eiwitten ........................................................ 18
1.4.6 Andere celorganen .............................................................................................................................. 18
1.4.7 Plasmamebraan ................................................................................................................................... 18
1.4.8 Transport doorheen plasmamembraan ............................................................................................... 19
1.4.9 Passief transport-mechanisme: diffusie .............................................................................................. 20
1.4.10 Gefaciliteerde diffusie ....................................................................................................................... 20
1.4.11 Ionen zijn hydrofiel (houden v water)................................................................................................ 20
1.4.12 Sommige transporters kunnen openen en sluiten: poortkanalen ..................................................... 21
1.4.13 Transport moet soms van lage naar hoge concentratie: actief transport .......................................... 21
1.4.14 Vesiculair transport van grote moleculen .......................................................................................... 21
1.4.15 Gedifferentieerde cellen.................................................................................................................... 22
1.4.15 Stamcellen zijn nog niet gedifferentieerde voorlopercellen .............................................................. 23
1.5 Histologie: weefsels zijn opgebouwd uit cellen, organen uit weefsels ........................................................ 23
1.5.1 Stelsels zijn opgebouwd uit verschillende organen ............................................................................. 24
1.6 Homeostase ................................................................................................................................................ 25
1.6.1 Schematische weergave van het menselijk lichaam ............................................................................ 25
1.6.2 Homeostase en feedbacksystemen ..................................................................................................... 25
1.6.3 Negatieve terugkoppeling herstelt oorspronkelijke situatie ................................................................ 25
1
, 1.6.4 Via negatieve feedback behoud van dynamisch evenwicht................................................................. 26
1.6.5 Setpoints van enkele belangrijke bloedparameters ............................................................................. 26
1.6.6 Positieve terugkoppeling ..................................................................................................................... 26
1.6.7 Suikerziekte is een voorbeeld van verstoorde homeostase ................................................................. 27
1.7 Communicatie tussen cellen ....................................................................................................................... 27
1.7.1 Lokale communicatie ........................................................................................................................... 27
1.7.2 Lange-afstandscommunicatie .............................................................................................................. 28
1.8 Anatomische vlakken/ sneden .................................................................................................................... 28
1.8.1 Anatomische richtingen ....................................................................................................................... 29
1.9 Evolutionaire geschiedenis van de homo sapiens ....................................................................................... 29
1.9.1 Biologie: eigenschappen en ‘drijfveer’ van levende wezens ................................................................ 29
1.9.2 Functionalisme om mens te leren begrijpen ....................................................................................... 29
1.9.3 Basisprincipes evolutietheorie ............................................................................................................. 30
1.9.4 Survival of the fittest ........................................................................................................................... 30
1.9.5 Seksuele selectie.................................................................................................................................. 30
1.9.6 Evolutionaire drijfveer: eten en niet opgegeten worden..................................................................... 31
1.9.7 Verspreiding Homo sapiens ................................................................................................................. 31
1.9.8 Ontwikkeling en evolutie van mens en menselijke hersenen .............................................................. 32
1.9.9 Homo sapiens, het dier met de grote hersenen .................................................................................. 32
1.9.10 Unieke van menselijke hersenen ....................................................................................................... 33
1.9.11 Vertraagde (postnatale) ontwikkeling van menselijke hersenen ....................................................... 33
H2: zenuwstelsel ................................................................................................................................................... 33
2.1 Opdeling zenuwstelsel ................................................................................................................................ 33
2.1.1 Functionele opdeling zenuwstelsel ...................................................................................................... 33
2.1.2 Neuronen zijn de functionele eenheden van het zenuwstelsel ........................................................... 34
2.1.3 Anatomische classificatie van neuronen.............................................................................................. 34
2.1.4 Functionele classificatie neuronen ...................................................................................................... 34
2.1.5 Glia (steuncellen) van perifeer ZS ........................................................................................................ 35
2.1.6 Er zijn vier soorten glia (steuncellen) in het centraal zenuwstelsel...................................................... 35
2.1.7 Bloed-hersen-barrière ......................................................................................................................... 36
2.1.8 Grijze vs. witte stof: kernen (nuclei) vs. ganglia ................................................................................... 36
2.2 Actiepotentialen en prikkelgeleiding .......................................................................................................... 37
2.2.1 De taak van neuronen is prikkels vormen en voortgeleiden ................................................................ 37
2.2.2 Het celmembraan is vaak niet doorlaatbaar voor ionen: dit zorgt voor concentratiegradiënten. ....... 37
2.2.3 Ionenkanalen in celmembraan ............................................................................................................ 38
2.2.4 Neuronen zijn als batterijen ................................................................................................................ 38
2.2.5 Elektrische activiteit in axonen ............................................................................................................ 39
2
, 2.2.6 Actiepotentiaal .................................................................................................................................... 40
2.2.7 Refractaire periodes verhinderen nieuwe actiepotentiaal .................................................................. 41
2.2.8 De wet van ‘alles of niets’ .................................................................................................................... 41
2.2.9 Prikkelgeleiding.................................................................................................................................... 42
2.2.10 Gemyeliniseerde axonen ................................................................................................................... 42
2.3 Synapsen: het zenuwstelsel in een complex van geconnecteerde neuronen (onderdeel neurale
communicatie) .................................................................................................................................................. 42
2.3.1 Een synaps is de functionele connectie tussen twee neuronen/ cellen ............................................... 43
2.3.2 De chemische synaps en neurotransmissie ......................................................................................... 44
2.3.3 Neuronale groepen ............................................................................................................................. 45
2.3.4 Neurale integratie................................................................................................................................ 46
2.3.5 De drempelpotentiaal bepaalt het al dan niet doorgeven van een prikkel.......................................... 46
2.3.6 Ionotrope receptoren .......................................................................................................................... 47
2.3.7 Metatrope receptoren......................................................................................................................... 47
2.4 Neurochemie en psychofarmacologie (onderdeel neurale communicatie) ................................................ 47
2.4.1 Neurochemie: er zijn wel honderd verschillende soorten neurotransmitters ..................................... 47
2.4.2 Categorieën van de belangrijkste neurotransmitters .......................................................................... 48
2.4.3 Acetylcholine (Ach) .............................................................................................................................. 49
2.4.4 Monoamines: serotonine .................................................................................................................... 50
2.4.5 Monoamines: dopamine ..................................................................................................................... 50
2.4.6 Monoamines: noradrenaline (norepinephrine) ................................................................................... 51
2.4.7 GABA-erge neurotransmissie............................................................................................................... 51
2.4.8 Axonaal transport van neuropeptiden................................................................................................. 51
2.4.9 Psychofarmacologie ............................................................................................................................. 52
2.4.10 Chemische beïnvloeding van neurotransmissie ................................................................................. 52
2.4.11 Drugs (genotsmiddelen ..................................................................................................................... 54
2.4.12 Middelenverslaving ........................................................................................................................... 54
2.4.13 Risico’s ............................................................................................................................................... 55
2.5 Functionele neuroanatomie: centraal zenuwstelsel (CZS/ CNS) ......................................................... 55
2.5.1 Algemene structuur ............................................................................................................................. 55
2.5.2 Hersenvliezen (meninges) ................................................................................................................... 55
2.5.3 Cerebrospinale vloeistof (CSV) – hersenvocht ..................................................................................... 56
2.5.4 De ‘grote hersenen’ (cerebrum) zijn typisch homo sapiens................................................................. 56
2.5.5 De cortex is opgebouwd uit windingen (gyri) en groeven (sulci) ......................................................... 57
2.5.6 Motorische regio’s op de cortex .......................................................................................................... 57
2.5.7 Somatosensorische cortex: somatotope organisatie ........................................................................... 58
2.5.8 Functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) .......................................................................... 58
3
, 2.5.9 Spiegelneuronen.................................................................................................................................. 59
2.5.10 Basale nuclei (ganglia) ....................................................................................................................... 59
2.5.11 De linker- en rechterhelft zijn niet identiek (i.t.t. ledematen) ........................................................... 60
2.5.12 Afasie-patiënten gaven inzicht in neurale sturing van spraak............................................................ 60
2.5.13 Het limbisch systeem......................................................................................................................... 61
2.5.14 Geheugen en leren: de plasticiteit van de hersenen ......................................................................... 61
2.5.15 Hippocampus en de werking van het geheugen ................................................................................ 62
2.5.16 Leren en synaptische plasticiteit........................................................................................................ 62
2.5.17 Langetermijn-potentiëring (LTP) ....................................................................................................... 63
2.5.18 Leren door overtal aan neuronen en synapsen weg te snoeien (pruning.......................................... 63
2.5.19 Neuroplasticiteit bij volwassenen ...................................................................................................... 63
2.5.20 Neurogenese bij volwassenen ........................................................................................................... 64
2.5.21 Tussenhersenen (diëncefalon) bevatten regelcentra voor autonoom ZS .......................................... 64
2.5.22 De tussenhersenen liggen tussen het cerebrum en de hersenstam .................................................. 65
2.5.23 Enkele kernen van de hypothalamus ................................................................................................. 65
2.5.24 De hersenstam bevat drie onderdelen .............................................................................................. 66
2.5.25 Het cerebellum (kleine hersenen) coördineert bewegingen ............................................................. 66
2.6 Perifeer zenuwstelsel .................................................................................................................................. 67
2.6.1 Via ruggenmerg communiceren hersenen met de rest van het lichaam ............................................. 67
2.6.2 De wervelkolom en de spinale zenuwen ............................................................................................. 67
2.6.3 Twaalf paar craniale of hersenzenuwen .............................................................................................. 68
2.6.4 Functionele opdeling zenuwstelsel ...................................................................................................... 69
2.6.5 Efferente zenuwbanen kunnen bewuste of onbewuste taken sturen ................................................. 69
2.7 Bewegingscontrole...................................................................................................................................... 70
2.7.1 Motorische controle gebeurt op diverse niveau’s in het CZS............................................................... 71
2.7.2 Motorische banen ............................................................................................................................... 71
2.7.3 Motorische controlecentra en hun aandoeningen .............................................................................. 72
2.7.4 De skeletspieren .................................................................................................................................. 72
2.7.5 Organisatie skeletspier (-vezel) ........................................................................................................... 72
2.7.6 Theorie van glijdende filamenten ........................................................................................................ 73
2.7.7 De chemische synaps tss neuron en spiercel (neuromusculaire junctie) ............................................. 73
2.7.8 De neuromusculaire junctie ................................................................................................................ 74
2.7.9 Excitatie van een skeletspiervezel ....................................................................................................... 74
2.7.10 Excitatie-contractiekoppeling ............................................................................................................ 74
2.7.11 Contractie en relaxatie ...................................................................................................................... 75
2.7.12 De motorische eenheid (ME) ............................................................................................................. 75
2.7.13 Eenvoudige reflexen .......................................................................................................................... 76
4
H1: algemene inleiding.......................................................................................................................................... 10
1.1 Situering van fysiologie als wetenschap ...................................................................................................... 10
1.1.1 Anatomie bestudeert structuur en fysiologie functie v levende organismen ...................................... 10
1.1.2 Moderne fysiologie is ontstaan in de 19e eeuw ................................................................................... 11
1.2 Gedragsneurowetenschap .......................................................................................................................... 11
1.2.1 Historiek van gedragsneurowetenschappen ........................................................................................ 11
1.3 Het leven kan op verschillende organisatieniveaus onderzocht worden .................................................... 12
1.3.1 Uitdagingen door kleine afmetingen ................................................................................................... 13
1.3.2 Van molecule tot gedrag ..................................................................................................................... 13
1.3.3 Biochemie: cellen maken gebruik van 5 soorten basismoleculen ........................................................ 13
1.3.4 Eiwitstructuur is gebaseerd op DNA-code ........................................................................................... 14
1.3.5 Van genen naar functionele eiwitten in meercellige organismen........................................................ 15
1.4 Bouw van de cel .......................................................................................................................................... 16
1.4.1 Cytoskelet: het inwendig raamwerk van de cel ................................................................................... 16
1.4.2 Celademhaling in de mitochondriën .................................................................................................... 16
1.4.3 Adenosine-trifosfaat (ATP) is de universele pasmunt in elke cel ......................................................... 17
1.4.4 Energietransfer in de natuur ............................................................................................................... 17
1.4.5 Cellen halen energie (ATP) uit vetten, koolhydraten en eiwitten ........................................................ 18
1.4.6 Andere celorganen .............................................................................................................................. 18
1.4.7 Plasmamebraan ................................................................................................................................... 18
1.4.8 Transport doorheen plasmamembraan ............................................................................................... 19
1.4.9 Passief transport-mechanisme: diffusie .............................................................................................. 20
1.4.10 Gefaciliteerde diffusie ....................................................................................................................... 20
1.4.11 Ionen zijn hydrofiel (houden v water)................................................................................................ 20
1.4.12 Sommige transporters kunnen openen en sluiten: poortkanalen ..................................................... 21
1.4.13 Transport moet soms van lage naar hoge concentratie: actief transport .......................................... 21
1.4.14 Vesiculair transport van grote moleculen .......................................................................................... 21
1.4.15 Gedifferentieerde cellen.................................................................................................................... 22
1.4.15 Stamcellen zijn nog niet gedifferentieerde voorlopercellen .............................................................. 23
1.5 Histologie: weefsels zijn opgebouwd uit cellen, organen uit weefsels ........................................................ 23
1.5.1 Stelsels zijn opgebouwd uit verschillende organen ............................................................................. 24
1.6 Homeostase ................................................................................................................................................ 25
1.6.1 Schematische weergave van het menselijk lichaam ............................................................................ 25
1.6.2 Homeostase en feedbacksystemen ..................................................................................................... 25
1.6.3 Negatieve terugkoppeling herstelt oorspronkelijke situatie ................................................................ 25
1
, 1.6.4 Via negatieve feedback behoud van dynamisch evenwicht................................................................. 26
1.6.5 Setpoints van enkele belangrijke bloedparameters ............................................................................. 26
1.6.6 Positieve terugkoppeling ..................................................................................................................... 26
1.6.7 Suikerziekte is een voorbeeld van verstoorde homeostase ................................................................. 27
1.7 Communicatie tussen cellen ....................................................................................................................... 27
1.7.1 Lokale communicatie ........................................................................................................................... 27
1.7.2 Lange-afstandscommunicatie .............................................................................................................. 28
1.8 Anatomische vlakken/ sneden .................................................................................................................... 28
1.8.1 Anatomische richtingen ....................................................................................................................... 29
1.9 Evolutionaire geschiedenis van de homo sapiens ....................................................................................... 29
1.9.1 Biologie: eigenschappen en ‘drijfveer’ van levende wezens ................................................................ 29
1.9.2 Functionalisme om mens te leren begrijpen ....................................................................................... 29
1.9.3 Basisprincipes evolutietheorie ............................................................................................................. 30
1.9.4 Survival of the fittest ........................................................................................................................... 30
1.9.5 Seksuele selectie.................................................................................................................................. 30
1.9.6 Evolutionaire drijfveer: eten en niet opgegeten worden..................................................................... 31
1.9.7 Verspreiding Homo sapiens ................................................................................................................. 31
1.9.8 Ontwikkeling en evolutie van mens en menselijke hersenen .............................................................. 32
1.9.9 Homo sapiens, het dier met de grote hersenen .................................................................................. 32
1.9.10 Unieke van menselijke hersenen ....................................................................................................... 33
1.9.11 Vertraagde (postnatale) ontwikkeling van menselijke hersenen ....................................................... 33
H2: zenuwstelsel ................................................................................................................................................... 33
2.1 Opdeling zenuwstelsel ................................................................................................................................ 33
2.1.1 Functionele opdeling zenuwstelsel ...................................................................................................... 33
2.1.2 Neuronen zijn de functionele eenheden van het zenuwstelsel ........................................................... 34
2.1.3 Anatomische classificatie van neuronen.............................................................................................. 34
2.1.4 Functionele classificatie neuronen ...................................................................................................... 34
2.1.5 Glia (steuncellen) van perifeer ZS ........................................................................................................ 35
2.1.6 Er zijn vier soorten glia (steuncellen) in het centraal zenuwstelsel...................................................... 35
2.1.7 Bloed-hersen-barrière ......................................................................................................................... 36
2.1.8 Grijze vs. witte stof: kernen (nuclei) vs. ganglia ................................................................................... 36
2.2 Actiepotentialen en prikkelgeleiding .......................................................................................................... 37
2.2.1 De taak van neuronen is prikkels vormen en voortgeleiden ................................................................ 37
2.2.2 Het celmembraan is vaak niet doorlaatbaar voor ionen: dit zorgt voor concentratiegradiënten. ....... 37
2.2.3 Ionenkanalen in celmembraan ............................................................................................................ 38
2.2.4 Neuronen zijn als batterijen ................................................................................................................ 38
2.2.5 Elektrische activiteit in axonen ............................................................................................................ 39
2
, 2.2.6 Actiepotentiaal .................................................................................................................................... 40
2.2.7 Refractaire periodes verhinderen nieuwe actiepotentiaal .................................................................. 41
2.2.8 De wet van ‘alles of niets’ .................................................................................................................... 41
2.2.9 Prikkelgeleiding.................................................................................................................................... 42
2.2.10 Gemyeliniseerde axonen ................................................................................................................... 42
2.3 Synapsen: het zenuwstelsel in een complex van geconnecteerde neuronen (onderdeel neurale
communicatie) .................................................................................................................................................. 42
2.3.1 Een synaps is de functionele connectie tussen twee neuronen/ cellen ............................................... 43
2.3.2 De chemische synaps en neurotransmissie ......................................................................................... 44
2.3.3 Neuronale groepen ............................................................................................................................. 45
2.3.4 Neurale integratie................................................................................................................................ 46
2.3.5 De drempelpotentiaal bepaalt het al dan niet doorgeven van een prikkel.......................................... 46
2.3.6 Ionotrope receptoren .......................................................................................................................... 47
2.3.7 Metatrope receptoren......................................................................................................................... 47
2.4 Neurochemie en psychofarmacologie (onderdeel neurale communicatie) ................................................ 47
2.4.1 Neurochemie: er zijn wel honderd verschillende soorten neurotransmitters ..................................... 47
2.4.2 Categorieën van de belangrijkste neurotransmitters .......................................................................... 48
2.4.3 Acetylcholine (Ach) .............................................................................................................................. 49
2.4.4 Monoamines: serotonine .................................................................................................................... 50
2.4.5 Monoamines: dopamine ..................................................................................................................... 50
2.4.6 Monoamines: noradrenaline (norepinephrine) ................................................................................... 51
2.4.7 GABA-erge neurotransmissie............................................................................................................... 51
2.4.8 Axonaal transport van neuropeptiden................................................................................................. 51
2.4.9 Psychofarmacologie ............................................................................................................................. 52
2.4.10 Chemische beïnvloeding van neurotransmissie ................................................................................. 52
2.4.11 Drugs (genotsmiddelen ..................................................................................................................... 54
2.4.12 Middelenverslaving ........................................................................................................................... 54
2.4.13 Risico’s ............................................................................................................................................... 55
2.5 Functionele neuroanatomie: centraal zenuwstelsel (CZS/ CNS) ......................................................... 55
2.5.1 Algemene structuur ............................................................................................................................. 55
2.5.2 Hersenvliezen (meninges) ................................................................................................................... 55
2.5.3 Cerebrospinale vloeistof (CSV) – hersenvocht ..................................................................................... 56
2.5.4 De ‘grote hersenen’ (cerebrum) zijn typisch homo sapiens................................................................. 56
2.5.5 De cortex is opgebouwd uit windingen (gyri) en groeven (sulci) ......................................................... 57
2.5.6 Motorische regio’s op de cortex .......................................................................................................... 57
2.5.7 Somatosensorische cortex: somatotope organisatie ........................................................................... 58
2.5.8 Functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) .......................................................................... 58
3
, 2.5.9 Spiegelneuronen.................................................................................................................................. 59
2.5.10 Basale nuclei (ganglia) ....................................................................................................................... 59
2.5.11 De linker- en rechterhelft zijn niet identiek (i.t.t. ledematen) ........................................................... 60
2.5.12 Afasie-patiënten gaven inzicht in neurale sturing van spraak............................................................ 60
2.5.13 Het limbisch systeem......................................................................................................................... 61
2.5.14 Geheugen en leren: de plasticiteit van de hersenen ......................................................................... 61
2.5.15 Hippocampus en de werking van het geheugen ................................................................................ 62
2.5.16 Leren en synaptische plasticiteit........................................................................................................ 62
2.5.17 Langetermijn-potentiëring (LTP) ....................................................................................................... 63
2.5.18 Leren door overtal aan neuronen en synapsen weg te snoeien (pruning.......................................... 63
2.5.19 Neuroplasticiteit bij volwassenen ...................................................................................................... 63
2.5.20 Neurogenese bij volwassenen ........................................................................................................... 64
2.5.21 Tussenhersenen (diëncefalon) bevatten regelcentra voor autonoom ZS .......................................... 64
2.5.22 De tussenhersenen liggen tussen het cerebrum en de hersenstam .................................................. 65
2.5.23 Enkele kernen van de hypothalamus ................................................................................................. 65
2.5.24 De hersenstam bevat drie onderdelen .............................................................................................. 66
2.5.25 Het cerebellum (kleine hersenen) coördineert bewegingen ............................................................. 66
2.6 Perifeer zenuwstelsel .................................................................................................................................. 67
2.6.1 Via ruggenmerg communiceren hersenen met de rest van het lichaam ............................................. 67
2.6.2 De wervelkolom en de spinale zenuwen ............................................................................................. 67
2.6.3 Twaalf paar craniale of hersenzenuwen .............................................................................................. 68
2.6.4 Functionele opdeling zenuwstelsel ...................................................................................................... 69
2.6.5 Efferente zenuwbanen kunnen bewuste of onbewuste taken sturen ................................................. 69
2.7 Bewegingscontrole...................................................................................................................................... 70
2.7.1 Motorische controle gebeurt op diverse niveau’s in het CZS............................................................... 71
2.7.2 Motorische banen ............................................................................................................................... 71
2.7.3 Motorische controlecentra en hun aandoeningen .............................................................................. 72
2.7.4 De skeletspieren .................................................................................................................................. 72
2.7.5 Organisatie skeletspier (-vezel) ........................................................................................................... 72
2.7.6 Theorie van glijdende filamenten ........................................................................................................ 73
2.7.7 De chemische synaps tss neuron en spiercel (neuromusculaire junctie) ............................................. 73
2.7.8 De neuromusculaire junctie ................................................................................................................ 74
2.7.9 Excitatie van een skeletspiervezel ....................................................................................................... 74
2.7.10 Excitatie-contractiekoppeling ............................................................................................................ 74
2.7.11 Contractie en relaxatie ...................................................................................................................... 75
2.7.12 De motorische eenheid (ME) ............................................................................................................. 75
2.7.13 Eenvoudige reflexen .......................................................................................................................... 76
4
