De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Samenvatting hoorcolleges DT 1 Neurobiologie
Hoofdstuk 1
Handig om te weten: membraan is negatief aan de binnenkant, positief aan de buitenkant.
Camillo Golgi: Reticulaire theorie, alle zenuwcellen staan met elkaar in verbinding.
Santiago R. Y. Cajal: Neuron doctrine, de cellen zijn gescheiden → waar
Neuron doctrine
• Neuronen zijn discrete cellen en niet 1 continuüm
• Neuronen communiceren via gespecialiseerde contacten (synapsen)
• Informatie gaat door een neuron in een bepaalde richting: Dendriet → Soma → Axon.
Cellen in brein
Zenuwcellen/neuronen
Elektrische signalen over lange afstanden door actiepotentialen. Zonder
verlies van signaal sterkte. Afhankelijk van de celvorm kan de neuron de
imput verwerken en informatie sturen.
Hoge divergentie: 1 neuron heeft veel outputs
Hoge convergentie: 1 neuron heeft veel inputs
Gliacellen: boek.
Structurele steun, metabole steun en vormen myeline schede om axonen,
immuun respons, stamcellen.
Neuropil: gebied waar verbindingen worden gemaakt tussen dendrieten, axonen en synapsen.
Visualisatie van neuronen
• Golgi kleuring: morfologie zien met zilver, kleurt niet alle cellen.
• Brainbow: brengt GFP/RFP/CFP tot expressie.
• Kleurstof injectie: niet alle cellen, morfologie zien.
• Antilichaam kleuring, niet handig voor morfologie omdat meerdere cellen gekleurd worden.
• Nissl kleuring: kleurt ruw ER en soma.
• MRI/fMRI, fMRI kan O2 gebruik zien.
• DTI: axonbanen zien.
Functionele classificatie neuronen
Afferent: informatie van periferie naar CSN
Efferent: Informatie van brein naar periferie
Interneuron: locale circuit neuronen
Connectiviteit onderzoeken in hersenen
Lesies: Stukjes kapot maken in de hersenen, hierna testen.
Tracer studies (kleurstof injectie):
Anterograad: Injectie in somatie → diffusie naar zenuwuiteinden.
Retrograad: Injectie in axonterminals (synapsen) → diffusie naar cellichamen.
Antilichaam kleuring
Brain imaging: Technieken die ook op mensen toegepast kunnen worden
CT-scan met smalle straal Röntgen straling, witte/grijze stof en ventrikels.
MRI-scan, non-invasief. Goede spatiele (nauwkeurig) en temporele resolutie (hoe snel je
lokaal veranderingen kunt meten).
Reporter genen: Genetische reportor genen met promotors voor een specifiek weefsel. GFP wordt
dan in het cellichaam gemaakt en getransporteerd naar uitlopers.
,De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Transgene muizen
Injectie van cellen met specifiek gen in ICM van blastocyst. Deze muis krijgt nakomelingen met
mozaiek muizen. Deze kruis je met wild type en hierdoor heterozygoot transgeen (F1). F2 is
homozygoot voor specifiek gen.
Knock-out muizen/knock-in muizen: Endogeen gen kapot maken of toevoegen met CRISPR/Cas9. Het
gRNA heeft een sequentie die matcht met gen waar je geïnteresseerd in bent. Cas9 maakt een ds
breuk. Dit gen repareert zichzelf met het een stukje extra, of met frame shift. Als er GFP in het gen zit
krijg je een eiwit die je later kunt zien.
Conditionele transgene muizen: Cre/lox systeem. 2 loxP sites voor en na gen of interest. Cre
recombinase kan deze twee gebruiken om een stukje uit het genoom te knippen. Zo kun je kijken in
een specifiek cel type wat de functie is. De cre recombinase breng je tot expressie met een specifieke
promotor.
Calcium imaging
Activiteit beïnvloeden: Channelrhodopsins, kanalen om een actiepotentiaal….
Brain imaging
CT scan: radioactieve bundel die draait.
MRI scan: non-invasief, goede spatiële en temporele resolutie.
PET: positron labels
SPECT: Xe of I labels
fMRI: O2 hb
MEG: magnetisme
,De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Hoofdstuk 2, Elektrische signalen
Anatomie
Grijze stof: cellichamen (somata’s) en kernen.
Witte stof: axonen met myelineschede.
Informatie overdracht gaat via spines. Elektrische informatie →
chemische verandering → elektrische verandering, depolarisatie in
presynaptic terminal.
Membraan potentiaal (Vm)
Verschil in lading tussen binnen- en buitenkant (Vin – Vout).
3 soorten potentialen, actieve signalen
• Receptor potentiaal, activatie mechanoreceptor → zwakke membraanpotentiaal
verandering. Afhankelijk van de activatie is de duur van het actiepotentiaal. Deze
veranderingen zijn continue. Hoe minder druk er is, hoe minder amplitude.
• Synaptische potentiaal, overal zichtbaar in dendrieten. Na activatie wordt transmitter
vrijgegeven → synaptische membraanverandering (depolarisatie). 2 synapsen tegelijkertijd is
een grotere membraan verandering. (proportionele verdeling van activatie).
• Actiepotentiaal, vooral in axonen. Actiepotentiaal van groot amplitude (alles of niets
principe). Belangrijk voor snelle informatie verwerking in zenuwstelsel.
Passieve signalen
Passieve elektrische signalen hangen af van de capacitance en resistance van het membraan, ook
van de interne weerstand van het cytoplasma. Deze signalen vormen de membraan potentialen.
Positieve stroom injecteren →
passieve respons.
RC circuit: invloed van passieve
eigenschappen van membraan.
V = I x R → De weerstand
bepaald de amplitude van een
potentiaal verandering. Hogere
weerstand = hogere
depolarisatie.
Capacitance: Condensator waar elektrische stoom is opgeslagen: zo werkt de fosfolipide laag. Tussen
twee geladen platen zit een elektrisch veld → bepaald hoe snel een depolarisatie komt en de
spanning om deze te genereren. De condensator werkt vertragend, kleinere condensator: snellere
stijging.
Passieve stromen nemen af in de tijd en ruimte. Het lekt makkelijker weg via
cytoplasma.
Actieve stromen vullen deze geleiding weer aan → signaal doorgeven over
langere afstanden.
Temperal summation: Als synapsen op een juist moment worden geactiveerd
kunnen ze een actiepotentiaal genereren.
Spatial summation: als synaps A en B dicht genoeg bij elkaar liggen maar wel op een andere plek dan
kan de kritische waarde worden overschreden als deze allebei geactiveerd worden.
, De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Type kanalen verantwoordelijk voor permeabiliteit membranen:
- Ion transporters: Actief tegen de gradiënt, creëert ion concentratie gradiënt.
o ATP nodig, vb. Na+/K+(twee K+ naar binnen, 3 Na+ naar buiten), Ca2+.
- Ion kanalen: Diffusie met gradiënt mee, zijn selectief permeabel.
Bij een verschil in concentratie ontstaat er een stroming van ionen door diffusie, dit zorgt voor een
chemische gradiënt en een elektrische gradiënt.
Nernst vergelijking
Het evenwichtspotentiaal voor een permeant ion: welk elektrische gadiënt noodzakelijk is om de
chemische te balanceren.
De richting van ion flux veranderd door
veranderingen in het membraan potentiaal.
Goldman vergelijking
Rustpotentiaal weten voor een neuron
afhankelijk van de permeabiliteit voor een ion.
Kalium domineert het rust potentiaal. Na+ is dominant voor de piek amplitude voor het
actiepotentiaal, dus tijdens actiepotentiaal neemt de permeabiliteit toe voor Na+.
Samenvatting hoorcolleges DT 1 Neurobiologie
Hoofdstuk 1
Handig om te weten: membraan is negatief aan de binnenkant, positief aan de buitenkant.
Camillo Golgi: Reticulaire theorie, alle zenuwcellen staan met elkaar in verbinding.
Santiago R. Y. Cajal: Neuron doctrine, de cellen zijn gescheiden → waar
Neuron doctrine
• Neuronen zijn discrete cellen en niet 1 continuüm
• Neuronen communiceren via gespecialiseerde contacten (synapsen)
• Informatie gaat door een neuron in een bepaalde richting: Dendriet → Soma → Axon.
Cellen in brein
Zenuwcellen/neuronen
Elektrische signalen over lange afstanden door actiepotentialen. Zonder
verlies van signaal sterkte. Afhankelijk van de celvorm kan de neuron de
imput verwerken en informatie sturen.
Hoge divergentie: 1 neuron heeft veel outputs
Hoge convergentie: 1 neuron heeft veel inputs
Gliacellen: boek.
Structurele steun, metabole steun en vormen myeline schede om axonen,
immuun respons, stamcellen.
Neuropil: gebied waar verbindingen worden gemaakt tussen dendrieten, axonen en synapsen.
Visualisatie van neuronen
• Golgi kleuring: morfologie zien met zilver, kleurt niet alle cellen.
• Brainbow: brengt GFP/RFP/CFP tot expressie.
• Kleurstof injectie: niet alle cellen, morfologie zien.
• Antilichaam kleuring, niet handig voor morfologie omdat meerdere cellen gekleurd worden.
• Nissl kleuring: kleurt ruw ER en soma.
• MRI/fMRI, fMRI kan O2 gebruik zien.
• DTI: axonbanen zien.
Functionele classificatie neuronen
Afferent: informatie van periferie naar CSN
Efferent: Informatie van brein naar periferie
Interneuron: locale circuit neuronen
Connectiviteit onderzoeken in hersenen
Lesies: Stukjes kapot maken in de hersenen, hierna testen.
Tracer studies (kleurstof injectie):
Anterograad: Injectie in somatie → diffusie naar zenuwuiteinden.
Retrograad: Injectie in axonterminals (synapsen) → diffusie naar cellichamen.
Antilichaam kleuring
Brain imaging: Technieken die ook op mensen toegepast kunnen worden
CT-scan met smalle straal Röntgen straling, witte/grijze stof en ventrikels.
MRI-scan, non-invasief. Goede spatiele (nauwkeurig) en temporele resolutie (hoe snel je
lokaal veranderingen kunt meten).
Reporter genen: Genetische reportor genen met promotors voor een specifiek weefsel. GFP wordt
dan in het cellichaam gemaakt en getransporteerd naar uitlopers.
,De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Transgene muizen
Injectie van cellen met specifiek gen in ICM van blastocyst. Deze muis krijgt nakomelingen met
mozaiek muizen. Deze kruis je met wild type en hierdoor heterozygoot transgeen (F1). F2 is
homozygoot voor specifiek gen.
Knock-out muizen/knock-in muizen: Endogeen gen kapot maken of toevoegen met CRISPR/Cas9. Het
gRNA heeft een sequentie die matcht met gen waar je geïnteresseerd in bent. Cas9 maakt een ds
breuk. Dit gen repareert zichzelf met het een stukje extra, of met frame shift. Als er GFP in het gen zit
krijg je een eiwit die je later kunt zien.
Conditionele transgene muizen: Cre/lox systeem. 2 loxP sites voor en na gen of interest. Cre
recombinase kan deze twee gebruiken om een stukje uit het genoom te knippen. Zo kun je kijken in
een specifiek cel type wat de functie is. De cre recombinase breng je tot expressie met een specifieke
promotor.
Calcium imaging
Activiteit beïnvloeden: Channelrhodopsins, kanalen om een actiepotentiaal….
Brain imaging
CT scan: radioactieve bundel die draait.
MRI scan: non-invasief, goede spatiële en temporele resolutie.
PET: positron labels
SPECT: Xe of I labels
fMRI: O2 hb
MEG: magnetisme
,De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Hoofdstuk 2, Elektrische signalen
Anatomie
Grijze stof: cellichamen (somata’s) en kernen.
Witte stof: axonen met myelineschede.
Informatie overdracht gaat via spines. Elektrische informatie →
chemische verandering → elektrische verandering, depolarisatie in
presynaptic terminal.
Membraan potentiaal (Vm)
Verschil in lading tussen binnen- en buitenkant (Vin – Vout).
3 soorten potentialen, actieve signalen
• Receptor potentiaal, activatie mechanoreceptor → zwakke membraanpotentiaal
verandering. Afhankelijk van de activatie is de duur van het actiepotentiaal. Deze
veranderingen zijn continue. Hoe minder druk er is, hoe minder amplitude.
• Synaptische potentiaal, overal zichtbaar in dendrieten. Na activatie wordt transmitter
vrijgegeven → synaptische membraanverandering (depolarisatie). 2 synapsen tegelijkertijd is
een grotere membraan verandering. (proportionele verdeling van activatie).
• Actiepotentiaal, vooral in axonen. Actiepotentiaal van groot amplitude (alles of niets
principe). Belangrijk voor snelle informatie verwerking in zenuwstelsel.
Passieve signalen
Passieve elektrische signalen hangen af van de capacitance en resistance van het membraan, ook
van de interne weerstand van het cytoplasma. Deze signalen vormen de membraan potentialen.
Positieve stroom injecteren →
passieve respons.
RC circuit: invloed van passieve
eigenschappen van membraan.
V = I x R → De weerstand
bepaald de amplitude van een
potentiaal verandering. Hogere
weerstand = hogere
depolarisatie.
Capacitance: Condensator waar elektrische stoom is opgeslagen: zo werkt de fosfolipide laag. Tussen
twee geladen platen zit een elektrisch veld → bepaald hoe snel een depolarisatie komt en de
spanning om deze te genereren. De condensator werkt vertragend, kleinere condensator: snellere
stijging.
Passieve stromen nemen af in de tijd en ruimte. Het lekt makkelijker weg via
cytoplasma.
Actieve stromen vullen deze geleiding weer aan → signaal doorgeven over
langere afstanden.
Temperal summation: Als synapsen op een juist moment worden geactiveerd
kunnen ze een actiepotentiaal genereren.
Spatial summation: als synaps A en B dicht genoeg bij elkaar liggen maar wel op een andere plek dan
kan de kritische waarde worden overschreden als deze allebei geactiveerd worden.
, De NA/K pomp, 3 Na+ naar buiten, 2 K+ naar binnen.
Type kanalen verantwoordelijk voor permeabiliteit membranen:
- Ion transporters: Actief tegen de gradiënt, creëert ion concentratie gradiënt.
o ATP nodig, vb. Na+/K+(twee K+ naar binnen, 3 Na+ naar buiten), Ca2+.
- Ion kanalen: Diffusie met gradiënt mee, zijn selectief permeabel.
Bij een verschil in concentratie ontstaat er een stroming van ionen door diffusie, dit zorgt voor een
chemische gradiënt en een elektrische gradiënt.
Nernst vergelijking
Het evenwichtspotentiaal voor een permeant ion: welk elektrische gadiënt noodzakelijk is om de
chemische te balanceren.
De richting van ion flux veranderd door
veranderingen in het membraan potentiaal.
Goldman vergelijking
Rustpotentiaal weten voor een neuron
afhankelijk van de permeabiliteit voor een ion.
Kalium domineert het rust potentiaal. Na+ is dominant voor de piek amplitude voor het
actiepotentiaal, dus tijdens actiepotentiaal neemt de permeabiliteit toe voor Na+.
