1. Bouw en functie van de zenuwcel, het neuron
Het menselijk lichaam heeft ongeveer 100 miljard zenuwcellen/neuronen, waarvan het grootste deel
in het CZS (hersenen en ruggenmerg). Neuronen voeren informatie vanaf de receptoren naar het
CZS toe en omgekeerd informatie vanaf het CZS naar de effectoren toe.
Specifiek voor neuronen is dat ze prikkelbaar zijn; de informatie wordt ontvangen en doorgegeven
zonder verlies van signaalsterkte. Met het EEG wordt de activiteit van de neuronen in de schors
(cortex) van de hersenen weergegeven.
De bouw van het neuron
1. Sensibele neuronen: neuronen met twee uitlopers (bipolaire
neuronen) bestaande uit: (1) een dendriet ontvangt
informatie en
(2) een axon stuurt de informatie door. Informatie kan zowel
van CZS naar periferie als van periferie naar CZS gaan.
2. Neuronen met maar één uitloper: het axon
3. Neuronen met één axon en meerder dendritische vertakkingen,
afkomstig vanuit verschillende plekken op het cellichaam (dit zijn
de meeste neuronen in het CZS)
4. De piramidecel me een multipolaire structuur
Neuronen binnen het CZS bestaan uit een soma (cellichaam), een axon of neuriet (lange
uitloper) en één of meer dendrieten (korte uitlopers). Met betrekking tot de functie is de plaats
waar de actiepotentiaal ontstaat van belang meestal vlak bij het cellichaam de axonheuvel.
Het cellichaam of soma
Het centrale deel van de cel, waar de celkern ligt cellichaam/soma
Alle informatie die de cel binnenkomt naar soma toe. Alle informatie die de cel verlaat van
soma af. Alle cellen inclusief neuronen worden omgeven door een membraan waarbinnen zich
cytoplasma (perikaryon) bevindt, in dit cytoplasma liggen een aantal celorganellen zoals:
- De mitochondriën komen in grote hoeveelheid voor, energiecentrale van de cel
- Het Golgiapparaat en het Endoplasmatisch Reticulum voor eiwitsynthese
- De lysosomen stoffen onschadelijk maken en afbreken
- De vacuolen stoffen opslaan (nuttige en afvalstoffen)
Neuronen bevatten ook nog twee specifieke organellen:
- De Nissl-substantie de vorming van cel specifieke eiwitten
, - De Neurofibrillen langgerekte buisachtige structuren die een rol pelen bij het
eiwittransport (vooral door het axon naar de synapsen synaps = prikkeloverdracht plek)
Sommige neuronen bevatten ook granulaties (korreltjes) die voor specifieke eigenschappen
zorgen. Bijvoorbeeld melaninekorrels die hersengebieden donker kleuren (SN, olijfkernen
etc.)
Weer andere neuronen kunnen specifieke stoffen uitscheiden neurosecretoire neuronen
vormen de verbinding tussen het zenuwstelsel en het endocriene systeem. Vooral in de
hypothalamus en hebben verbindingen met de hypofyse.
Het axon
De lange uitloper van een neuron wordt axon genoemd. Het axon vormt het geleidende of
conductieve deel van het neuron geleiden signaal van soma naar volgende cel.
Axonen verbinden de neuronen onderling en verbinden neuronen met effectoren en vervoeren zo
informatie naar de effectoren toe.
De myelineschede
Axonen zijn al dan niet omgeven door een laagje myeline isolerende laag
gevorm door gliacellen.
Binnen het CZS zijn dat de oligodendrocyten en in het perifere zenuwstelsel
de Schwanncellen.
In het CZS 1 oligodendrocyt kan door uitstulpingen meerder axonen
omgeven. Kan ook myeline geheel afwezig (ongemyeliniseerde axon)
In het perifere zenuwstelsel iedere Schwanncel vormt een apart stukje
myelineschede. Axonen bevatten dan vaak een dikke laag myeline
(Schwanncel meerdere malen rondom axon) maar er zijn er ook die maar één
laag bevatten.
Dankzij de myeline verloopt de prikkelgeleiding sneller en kunnen prikkels niet zomaar van het ene
naar het andere axon.
De knoop van Ranvier ruimte tussen myeline laag. Prikkelbare deel van het axon komt op deze
plaatsen weer meer aan het oppervlak.
Telodendria vertakkingen van axonen heten collateralen. Het eind van een axon of collateraal
wordt gekenmerkt door intensieve eindvertakkingen, de telodendira, die eindigen op het soma, de
dendriet of soms op het axon van een ander neuron en hier de signaaloverdracht bewerkstelligen.
De dendriet
De dendrieten vormen de korte uitlopers van het neuron. Via de synaps vindt op de dendrieten
informatieoverdracht plaats. Informatie via dendriet soma. Een neuron heeft meerdere
dendrieten en kan daarom veel informatie tegelijkertijd ontvangen.
De synaps
De overdracht van signalen in het CZS gaat via de synaps. Het axon heeft aan het uiteinde
(telodendira) een verdikking dat dicht tegen het celmembraan van het volgende neuron aanligt
het eindknopje of bouton terminal. Dit eindknopje is het presynaptische deel en het celmembraan
het postsynaptische deel van de synaps. Daartussen ligt de synapsspleet (20 nm).
Presynaptische deel veel mitochondriën en synapsblaasjes met transmitterstoffen
Postsynspatisch membraan dikker dan de rest van het membraan en bevat receptorplaatsen voor
,de neurotransmitters.
Wanneer de transmitterstof depolarisatie teweegbrengt, wordt dat excitatie genoemd en vindt er
prikkeloverdracht plaats. Er kan ook hyperpolarisatie ontstaan, dan wordt het membraan juist
minder prikkelbaar en vindt er geen prikkeloverdracht plaats, dit wordt inhibitie genoemd.
Een synaps kan op verschillende neuronale delen
plaatsvinden:
- Axosomaal (van axon naar het soma van de
volgende neuron)
- Axodendritisch (van axon naar de dendriet van
een volgend neuron)
- Axo-axonale synapsen (van axon naar een
eindknopje van het axon van een volgend
neuron)
Er zijn twee soorten synapsen:
1. De elektrische synaps: Via ionenkanalen van neuronen die direct tegen elkaar aan liggen.
Dus geen transmitterstof aanwezig. Cel-cel contact dus kan twee richtingen in. Is zeer snel.
2. De chemische synaps: Via transmitterstof die zorgt voor een depolariserend of hype
polariserend effect op het membraan van de andere cel. Altijd in één richting (axonale
deel/presynaps soma- of dendrietmembraan/postsynaps).
Een belangrijke eigenschap van de synaps is de plasticiteit. Dit betekent dat de synaps
beïnvloed kan worden door de omstandigheden. Synapsen die vaak worden gebruikt hebben
een sneller en betrouwbaarder effect dan synapsen die maar zelden actief zijn. Daarom
spelen synapsen een belangrijke rol in leerprocessen en geheugen. Door deze
beïnvloedbaarheid door fysiologische processen is de synaps ook de plaats voor
farmacologisch aangrijpingen. (geneesmiddelen, drugs en alcohol etc. beïnvloeden synaps).
Prikkeloverdracht
Zodra een actiepotentiaal (AP) het einde van een zenuwvezel bereikt en synapteert met een
andere cel wordt de neurotransmitter afgescheiden. Deze neurotransmitter (NTM) kan
depolarisatie van de postsynaptische membraan teweegbrengen (excitatie) of hyperpolarisatie
(inhibitie). Enkele regels:
- Een neuron kan maar één transmitter afscheiden aan al zijn presynaptische eindigingen
- Een neuron werk altijd hetzij exciterend hetzij inhibirend op een volgende cel
- Eén type transmitter kan echter wel op de ene cel excitatie en op de andere inhibitie
veroorzaken De eigenschappen van het postsynaptische membraan zijn bepalend voor het
effect.
Het celmembraan
De celwand van een neuron wordt gevormd door een speciaal soort celmembraan. Dit membraan (8
nm) bestaat uit een eiwit laag binnen- en buitenzijde met daartussen een vetzuur laag. In dit
membraan zitten poriën met elk een eigen functie.
De eiwit laag aan de buitenzijde bestaat uit verschillende eiwitten voor
verschillende functies (bijv. kanalen afsluiten of transport van stoffen).
Soorten transport/kanaal:
, - Actief transport natrium-kaliumpomp en aminozuurtransport.
- Passief transport Na+-ionen die de cel in en K+-ionen die de cel uit diffunderen. Cl-
transport.
De membraanpotentiaal
De membranen van het soma en de dendrieten vormen het receptieve, of prikkelopvangende, deel
van het neuron. De celinhoud van het neuron verschilt in concentratie van ionen en ander geladen
deeltjes met de extracellulaire vloeistof. potentiaalverschil tussen binnen en buiten zijde cel
membraanpotentiaal. De concentratieverschillen voor de ionen van eenzelfde soort binnen en
buiten de cel ontstaan doordat de celwand wel voor een bepaald
ion, maar niet voor zijn tegenpool doorlaatbaar is (selectief
permeabel). Bijv. positief geladen ion kan celmembraan passeren
en negatief niet daardoor tegenkracht op de positieve ionen die
bij evenwicht een rechtstreeks verband met de concentratieverschillen vertoont.
Het celmembraan is onder normale omstandigheden alleen doorlaatbaar voor K+- en CL- ionen.
Hoge concentratie K+ ionen in de cel gevolg van aanwezige negatieve anionen in de cel deze
negatieve lading wordt gevormd door de ladingseigenschappen van de eiwitten. De eiwitten zijn zo
groot dat ze het membraan niet kunnen passeren en dus altijd in de cel blijven.
De belangrijkste oorzaak van het bestaan van de membraanpotentiaal is dus de grote concentratie
anionen in de cel die het membraan niet kunnen passeren en er daardoor voor zorgen dat de cel aan
de binnenkant altijd een bepaalde negatieve lading behoudt. Daarnaast spelen de K+-ionen, die
voortdurend uit de cel weglekken, een belangrijke rol.
De evenwichtspotentiaal
In rust = -70 mV dat wil zeggen dat de binnenzijde van de cel (intracellulair) 70 mV negatief is ten
opzichte van de buitenzijde (extracellulair). Dit potentiaalverschil wordt actief in stand gehouden
door de natrium-kaliumpomp een chemisch, enzymatisch pompsysteem dat tegen de
concentratiedruk in telkens 3 Na+ naar buiten en 2 K+ naar binnen pompt Dus meer + de cel uit
dan in waardoor de evenwichtspotentiaal -70 mV blijft. Passief transport diffundeert bovendien Na+
weer naar binnen en K+ weer naar buiten.
De NA/K pomp kost veel energie (10/20% van hun energie). Daarom als O2-voorzieining neuron
gestopt weglekken K+ naar buiten en Na+ naar binnen dan zullen de concentratieverschillen
langzaam afnemen en zal hierdoor de membraanpotentiaal afnemen binnen 3 min = 0 mV.
De actiepotentiaal
De rust- of evenwichtspotentiaal = statische eigenschap.
Daarnaast is de functie van de neuronen transport en –verwerking van
signalen (en van spiercellen het leveren van kracht) op basis van de
gegeven informatie. Het doorgeven van signalen en actief interpreteren
van gegeven informatie via actiepotentialen: kortdurende vrij grote
potentiaalveranderingen met hun oorsprong op de axon heuvel
zorgen in het presynaptische deel voor het vrijlaten van
transmitterstoffen (die brengen op de postsynaps reactie teweeg).
Duur van een AP altijd verschillend voor verschillende typen neuronen
maar ook binnen één type verschillende duur. Tussen < 1 ms tot 2 à 3 ms.
Het menselijk lichaam heeft ongeveer 100 miljard zenuwcellen/neuronen, waarvan het grootste deel
in het CZS (hersenen en ruggenmerg). Neuronen voeren informatie vanaf de receptoren naar het
CZS toe en omgekeerd informatie vanaf het CZS naar de effectoren toe.
Specifiek voor neuronen is dat ze prikkelbaar zijn; de informatie wordt ontvangen en doorgegeven
zonder verlies van signaalsterkte. Met het EEG wordt de activiteit van de neuronen in de schors
(cortex) van de hersenen weergegeven.
De bouw van het neuron
1. Sensibele neuronen: neuronen met twee uitlopers (bipolaire
neuronen) bestaande uit: (1) een dendriet ontvangt
informatie en
(2) een axon stuurt de informatie door. Informatie kan zowel
van CZS naar periferie als van periferie naar CZS gaan.
2. Neuronen met maar één uitloper: het axon
3. Neuronen met één axon en meerder dendritische vertakkingen,
afkomstig vanuit verschillende plekken op het cellichaam (dit zijn
de meeste neuronen in het CZS)
4. De piramidecel me een multipolaire structuur
Neuronen binnen het CZS bestaan uit een soma (cellichaam), een axon of neuriet (lange
uitloper) en één of meer dendrieten (korte uitlopers). Met betrekking tot de functie is de plaats
waar de actiepotentiaal ontstaat van belang meestal vlak bij het cellichaam de axonheuvel.
Het cellichaam of soma
Het centrale deel van de cel, waar de celkern ligt cellichaam/soma
Alle informatie die de cel binnenkomt naar soma toe. Alle informatie die de cel verlaat van
soma af. Alle cellen inclusief neuronen worden omgeven door een membraan waarbinnen zich
cytoplasma (perikaryon) bevindt, in dit cytoplasma liggen een aantal celorganellen zoals:
- De mitochondriën komen in grote hoeveelheid voor, energiecentrale van de cel
- Het Golgiapparaat en het Endoplasmatisch Reticulum voor eiwitsynthese
- De lysosomen stoffen onschadelijk maken en afbreken
- De vacuolen stoffen opslaan (nuttige en afvalstoffen)
Neuronen bevatten ook nog twee specifieke organellen:
- De Nissl-substantie de vorming van cel specifieke eiwitten
, - De Neurofibrillen langgerekte buisachtige structuren die een rol pelen bij het
eiwittransport (vooral door het axon naar de synapsen synaps = prikkeloverdracht plek)
Sommige neuronen bevatten ook granulaties (korreltjes) die voor specifieke eigenschappen
zorgen. Bijvoorbeeld melaninekorrels die hersengebieden donker kleuren (SN, olijfkernen
etc.)
Weer andere neuronen kunnen specifieke stoffen uitscheiden neurosecretoire neuronen
vormen de verbinding tussen het zenuwstelsel en het endocriene systeem. Vooral in de
hypothalamus en hebben verbindingen met de hypofyse.
Het axon
De lange uitloper van een neuron wordt axon genoemd. Het axon vormt het geleidende of
conductieve deel van het neuron geleiden signaal van soma naar volgende cel.
Axonen verbinden de neuronen onderling en verbinden neuronen met effectoren en vervoeren zo
informatie naar de effectoren toe.
De myelineschede
Axonen zijn al dan niet omgeven door een laagje myeline isolerende laag
gevorm door gliacellen.
Binnen het CZS zijn dat de oligodendrocyten en in het perifere zenuwstelsel
de Schwanncellen.
In het CZS 1 oligodendrocyt kan door uitstulpingen meerder axonen
omgeven. Kan ook myeline geheel afwezig (ongemyeliniseerde axon)
In het perifere zenuwstelsel iedere Schwanncel vormt een apart stukje
myelineschede. Axonen bevatten dan vaak een dikke laag myeline
(Schwanncel meerdere malen rondom axon) maar er zijn er ook die maar één
laag bevatten.
Dankzij de myeline verloopt de prikkelgeleiding sneller en kunnen prikkels niet zomaar van het ene
naar het andere axon.
De knoop van Ranvier ruimte tussen myeline laag. Prikkelbare deel van het axon komt op deze
plaatsen weer meer aan het oppervlak.
Telodendria vertakkingen van axonen heten collateralen. Het eind van een axon of collateraal
wordt gekenmerkt door intensieve eindvertakkingen, de telodendira, die eindigen op het soma, de
dendriet of soms op het axon van een ander neuron en hier de signaaloverdracht bewerkstelligen.
De dendriet
De dendrieten vormen de korte uitlopers van het neuron. Via de synaps vindt op de dendrieten
informatieoverdracht plaats. Informatie via dendriet soma. Een neuron heeft meerdere
dendrieten en kan daarom veel informatie tegelijkertijd ontvangen.
De synaps
De overdracht van signalen in het CZS gaat via de synaps. Het axon heeft aan het uiteinde
(telodendira) een verdikking dat dicht tegen het celmembraan van het volgende neuron aanligt
het eindknopje of bouton terminal. Dit eindknopje is het presynaptische deel en het celmembraan
het postsynaptische deel van de synaps. Daartussen ligt de synapsspleet (20 nm).
Presynaptische deel veel mitochondriën en synapsblaasjes met transmitterstoffen
Postsynspatisch membraan dikker dan de rest van het membraan en bevat receptorplaatsen voor
,de neurotransmitters.
Wanneer de transmitterstof depolarisatie teweegbrengt, wordt dat excitatie genoemd en vindt er
prikkeloverdracht plaats. Er kan ook hyperpolarisatie ontstaan, dan wordt het membraan juist
minder prikkelbaar en vindt er geen prikkeloverdracht plaats, dit wordt inhibitie genoemd.
Een synaps kan op verschillende neuronale delen
plaatsvinden:
- Axosomaal (van axon naar het soma van de
volgende neuron)
- Axodendritisch (van axon naar de dendriet van
een volgend neuron)
- Axo-axonale synapsen (van axon naar een
eindknopje van het axon van een volgend
neuron)
Er zijn twee soorten synapsen:
1. De elektrische synaps: Via ionenkanalen van neuronen die direct tegen elkaar aan liggen.
Dus geen transmitterstof aanwezig. Cel-cel contact dus kan twee richtingen in. Is zeer snel.
2. De chemische synaps: Via transmitterstof die zorgt voor een depolariserend of hype
polariserend effect op het membraan van de andere cel. Altijd in één richting (axonale
deel/presynaps soma- of dendrietmembraan/postsynaps).
Een belangrijke eigenschap van de synaps is de plasticiteit. Dit betekent dat de synaps
beïnvloed kan worden door de omstandigheden. Synapsen die vaak worden gebruikt hebben
een sneller en betrouwbaarder effect dan synapsen die maar zelden actief zijn. Daarom
spelen synapsen een belangrijke rol in leerprocessen en geheugen. Door deze
beïnvloedbaarheid door fysiologische processen is de synaps ook de plaats voor
farmacologisch aangrijpingen. (geneesmiddelen, drugs en alcohol etc. beïnvloeden synaps).
Prikkeloverdracht
Zodra een actiepotentiaal (AP) het einde van een zenuwvezel bereikt en synapteert met een
andere cel wordt de neurotransmitter afgescheiden. Deze neurotransmitter (NTM) kan
depolarisatie van de postsynaptische membraan teweegbrengen (excitatie) of hyperpolarisatie
(inhibitie). Enkele regels:
- Een neuron kan maar één transmitter afscheiden aan al zijn presynaptische eindigingen
- Een neuron werk altijd hetzij exciterend hetzij inhibirend op een volgende cel
- Eén type transmitter kan echter wel op de ene cel excitatie en op de andere inhibitie
veroorzaken De eigenschappen van het postsynaptische membraan zijn bepalend voor het
effect.
Het celmembraan
De celwand van een neuron wordt gevormd door een speciaal soort celmembraan. Dit membraan (8
nm) bestaat uit een eiwit laag binnen- en buitenzijde met daartussen een vetzuur laag. In dit
membraan zitten poriën met elk een eigen functie.
De eiwit laag aan de buitenzijde bestaat uit verschillende eiwitten voor
verschillende functies (bijv. kanalen afsluiten of transport van stoffen).
Soorten transport/kanaal:
, - Actief transport natrium-kaliumpomp en aminozuurtransport.
- Passief transport Na+-ionen die de cel in en K+-ionen die de cel uit diffunderen. Cl-
transport.
De membraanpotentiaal
De membranen van het soma en de dendrieten vormen het receptieve, of prikkelopvangende, deel
van het neuron. De celinhoud van het neuron verschilt in concentratie van ionen en ander geladen
deeltjes met de extracellulaire vloeistof. potentiaalverschil tussen binnen en buiten zijde cel
membraanpotentiaal. De concentratieverschillen voor de ionen van eenzelfde soort binnen en
buiten de cel ontstaan doordat de celwand wel voor een bepaald
ion, maar niet voor zijn tegenpool doorlaatbaar is (selectief
permeabel). Bijv. positief geladen ion kan celmembraan passeren
en negatief niet daardoor tegenkracht op de positieve ionen die
bij evenwicht een rechtstreeks verband met de concentratieverschillen vertoont.
Het celmembraan is onder normale omstandigheden alleen doorlaatbaar voor K+- en CL- ionen.
Hoge concentratie K+ ionen in de cel gevolg van aanwezige negatieve anionen in de cel deze
negatieve lading wordt gevormd door de ladingseigenschappen van de eiwitten. De eiwitten zijn zo
groot dat ze het membraan niet kunnen passeren en dus altijd in de cel blijven.
De belangrijkste oorzaak van het bestaan van de membraanpotentiaal is dus de grote concentratie
anionen in de cel die het membraan niet kunnen passeren en er daardoor voor zorgen dat de cel aan
de binnenkant altijd een bepaalde negatieve lading behoudt. Daarnaast spelen de K+-ionen, die
voortdurend uit de cel weglekken, een belangrijke rol.
De evenwichtspotentiaal
In rust = -70 mV dat wil zeggen dat de binnenzijde van de cel (intracellulair) 70 mV negatief is ten
opzichte van de buitenzijde (extracellulair). Dit potentiaalverschil wordt actief in stand gehouden
door de natrium-kaliumpomp een chemisch, enzymatisch pompsysteem dat tegen de
concentratiedruk in telkens 3 Na+ naar buiten en 2 K+ naar binnen pompt Dus meer + de cel uit
dan in waardoor de evenwichtspotentiaal -70 mV blijft. Passief transport diffundeert bovendien Na+
weer naar binnen en K+ weer naar buiten.
De NA/K pomp kost veel energie (10/20% van hun energie). Daarom als O2-voorzieining neuron
gestopt weglekken K+ naar buiten en Na+ naar binnen dan zullen de concentratieverschillen
langzaam afnemen en zal hierdoor de membraanpotentiaal afnemen binnen 3 min = 0 mV.
De actiepotentiaal
De rust- of evenwichtspotentiaal = statische eigenschap.
Daarnaast is de functie van de neuronen transport en –verwerking van
signalen (en van spiercellen het leveren van kracht) op basis van de
gegeven informatie. Het doorgeven van signalen en actief interpreteren
van gegeven informatie via actiepotentialen: kortdurende vrij grote
potentiaalveranderingen met hun oorsprong op de axon heuvel
zorgen in het presynaptische deel voor het vrijlaten van
transmitterstoffen (die brengen op de postsynaps reactie teweeg).
Duur van een AP altijd verschillend voor verschillende typen neuronen
maar ook binnen één type verschillende duur. Tussen < 1 ms tot 2 à 3 ms.
