B0ELEKTRISCHE VERSCHIJNSELEN + ZENUWSTELSEL
Membraanpotentiaal
Bijna alle levende cellen in alle organismen hebben een membraanpotentiaal, meestal
tussen -40 mV en -95 mV. Neuronen en spiercellen kunnen hun membraanpotentiaal
veranderen om zo een elektrochemische impuls te creëren.
Alles is dus afhankelijk van de ion regulatie tussen de binnenkant van de cel en de omgeving.
Er is dus een verschil in ion concentraties binnen en buiten de cel. Deze kan veranderen door
het selectief permeabel membraan van de cel. Deze selectiviteit berust op verschillende
transportsystemen:
• Met een concentratie/elektrische gradiënt mee
o Ion kanalen
o Carrier
• Passief transport via diffusie
• Actief transport via pompen
• Tegen een concentratie/elektrische gradiënt in
o Uniport (1 ding)
o Symport (2 tegelijk dezelfde kant op)
o Antiport (2 in tegengestelde richting)
De potentiaal ontstaat doordat het membraan niet evenredig permeabel is voor elk ion en
door de verschillende concentratiegradiënten van positieve en negatieve ionen aan
weerszijden van de membraan. Extracellulair is meer positief (Na+) dan intracellulair(K+).
Hoe groter het concentratieverschil, hoe
extremer de evenwichtspotentiaal en
hoe groter de permeabiliteit voor een
type ion, hoe groter de invloed op de
membraanpotentiaal. Vooral K+ heeft
invloed.
Na+/K+ATPase transporter (antiport) is
belangrijk voor de opbouw en
instandhouding van Na+- en K+ gradiënt.
3 Na+ wordt ingeruild voor 2 K+.
Hoe wordt de diffusie van ionen
gereguleerd?
Ion kanalen → dynamische regulatie van ion permeabiliteit door (bio)chemische en
elektrische signalen.
• Bij rustpotentiaal hebben veel K+ en Cl- kanalen een grote kans om open te staan
(lekkanalen).
• De kans dat verschillende typen ion kanalen openen kan door middel van externe
stimuli verhoogd of verlaagd worden.
o Vm gecontroleerde kanalen
▪ Belangrijk voor actieve processen → actiepotentiaal, synaptische
potentialen
o Neurotransmitter-gecontroleerde kanalen
▪ Belangrijk voor signaaloverdracht tussen cellen
,Hoe ontstaat het actiepotentiaal?
Er moet een drempelwaarde bereikt worden. Daarna
heb je:
• Depolarisatie (Na+ instroom)
o Voltage-afhankelijk
o Moet toch beperkt blijven, dus Na+
kanalen mogen niet te lang open staan.
• Repolarisatie (K+ uitstroom)
o Verandering permeabiliteit K+ als gevolg van N+ →
werkt Na+ tegen
• Hyperpolarisatie (K+ kanalen sluiten langzaam)
o Op basis van gradiënten
De actiepotentiaal wordt
opgewekt met saltatoire
begeleiding. Dit betreft de
myelinescheden op de axonen
die zorgen voor snellere
begeleiding over grotere
afstand.
In de refractaire periode kan er
geen nieuwe prikkel opgewekt
worden. Bij absoluut kan er
helemaal geen prikkel worden
opgewekt. Bij relatief wel, maar
de prikkel moet sterker zijn.
Soorten synapsen
• Elektrisch → elektrische
impuls wordt direct doorgegeven aan de volgende cel via gap junctions. In elke gap
junction zitten heel veel connexons die als tunnel dienen.
o Komt vooral voor in gladde spiercellen en hartspiercellen
o Veel sneller dan chemische synapsen
• Chemisch → grootste deel van de synapsen in CZS.
o Aanwezigheid van synaptische spleet
o Neurotransmitters om signalen door te geven
▪ Ionotroof → ion kanalen die openen door binding van juiste
neurotransmitter
▪ Metabotroof → geen ion kanalen, werken via G eiwit, dus langzamer
Neurotransmitters
Kunnen postsynaptische neuronen stimuleren of inhiberen.
• Kleine molecuul neurotransmitters → Ach, aminozuren, ATP, amines, NO
o ACh → bindt aan ionotrofe receptor voor stimulatie, metabotroof voor inhibitie
o Aminozuren → inhibitie = GABA en glycine, stimulatie = aspartaat en
glutamaat (te veel = hypoxie/excitotoxiciteit )
o Biogene amines → dopamine, (nor)adrenaline, serotonine
• Neuropeptiden → via blaasjes naar synaptische spleet, binden metabotrofe receptor
,Typen neurotransmitter signalering
• Cholinerge → ACh bindt aan nicotinerge stimulatie) en muscarinerge(stimulatie en
inhibitie) receptoren
o Presynaptische membraan → acetyl-CoA + Choline = Acetylcholine
o Postsynaptische membraan → Acetylcholine → Acetaat + Choline
▪ Deze afbraak remt dan ook de ACh
• Adrenerge → noradrenaline bindt aan adrenerge receptor (alfa 1&2 + bèta 1&2)
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan of afbraak door
monoamine oxidase (MAO)
• Dopaminerge → dopamine bindt aan D1 (stimulatie) en D2 (inhibitie)
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan of afbraak door
monoamine oxidase (MAO)
o Overmatige dopamine kan bijdragen aan schizofrenie
o Afbraak van dopamine neuronen kan bijdragen aan Parkinson
• Serotonerge → tryptofaan wordt gebruikt om serotonine te vormen
o Medicijnen die serotonine remmen, worden gebruikt om depressie te remmen
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan of afbraak door
monoamine oxidase (MAO)
• Glutamaterge → glutamaat bindt aan ionotrofe of metabotrofe receptor
• GABAerge → GABA bindt aan GABA receptoren voor inhibitie (Cl- kanalen open)
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan
Cellen van het zenuwstelsel
Zenuwweefsel bestaat voornamelijk uit neuronen en neuroglia. Neuronen communiceren
met andere cellen door elektrische impulsen en neuroglia zorgen voor de ideale omgeving
waarin de neuronen optimaal kunnen functioneren.
Neuronen
Neuronen bestaan uit drie onderdelen:
• Cellichaam → bevat bijna alle normale organellen, op die van celdeling na.
• Axon → lange zenuwvezels die signalen doorgeven aan doelcellen via de synaps
o Lopen uit in axon terminals met synaptische bulbs
o Bevatten myeline schede voor bescherming en snellere impulsgeleiding.
▪ De delen zonder myeline = knopen van Ranvier.
• Dendriet → korte zenuwvezels die signalen ontvangen.
Neuronen kunnen onderverdeeld worden in drie groepen op functie:
• Motor neuronen → van brein weg naar effectoren
o Spiercontractie en klieren die gaan uitscheiden
• Sensory neuronen → brengen informatie naar de hersenen
o Pijn, hitte
• Interneuronen → helpen bij het verwerken van sensory informatie
Ook kunnen ze in drie groepen verdeeld worden op structuur:
• Multipolair → meerdere dentrieten en 1 axon
o Meeste neuronen zijn van dit type
• Bipolair → 1 dendriet en 1 axon
o Retina, binnenoor, reukdomein
van het brein
• Unipolair → axon en dendrieten zijn
gefuseerd
o Vooral in ganglia
Neuroglia
Neuroglia kunnen geen elektrische impulsen doorgeven, wel kunnen ze, in tegenstelling tot
neuronen, vervangen worden. Er zijn 6 typen neuroglia, 4 in het CZS en 2 in het PZS:
, In centrale zenuwstelsel:
• Microglia → klein, verwijderen cel afval en
beschadigd weefsel d.m.v. fagocytose
• Astrocyten → meest aanwezig, stevigheid, vormen
bloed-brein barrière samen met endotheel en lamina
basalis, behouden chemische omgeving, neuronale
ontwikkeling, synaps formatie
o De astrocytenvoetjes zitten strak om lumen
• Ependymale cel → produceren cerebrospinale fluid
(CSF), circuleren dit met behulp van microvilli en ciliën
en omheinen de vloeistof gevulde delen van de CZS.
• Oligodendrocyten → vormen de myeline schede van
axonen.
In perifere zenuwstelsel:
• Schwann cellen → produceren myeline schede bij het
PZS, omgeven door lamina basalis en collagene fibrillen.
• Satelliet cellen → plat, ondersteuning rondom
sensorische cellichamen, reguleren uitwisseling tussen cellichaam en interstitiële
vloeistof.
Regeneratie is niet mogelijk in CZS, maar wel in PZS. Echter, de perikaryon moet dan nog wel
intact zijn. De cellen van Schwann vormen banden van Bunger → buisvormige strengen ter
behoeve van begeleiding opnieuw uitgroeiend axon.
Nissl-substantie aanwezig? → dendriet
Nissl-substantie afwezig? → axon
De Nissl-substantie bestaat uit RER
Neuro tubuli → transport
Neurofilamenten → steun
Actine (microfilamenten) → bewegen
Neuropileem → uitlopers van gliacellen en zenuwcellen samen
Membraanpotentiaal
Bijna alle levende cellen in alle organismen hebben een membraanpotentiaal, meestal
tussen -40 mV en -95 mV. Neuronen en spiercellen kunnen hun membraanpotentiaal
veranderen om zo een elektrochemische impuls te creëren.
Alles is dus afhankelijk van de ion regulatie tussen de binnenkant van de cel en de omgeving.
Er is dus een verschil in ion concentraties binnen en buiten de cel. Deze kan veranderen door
het selectief permeabel membraan van de cel. Deze selectiviteit berust op verschillende
transportsystemen:
• Met een concentratie/elektrische gradiënt mee
o Ion kanalen
o Carrier
• Passief transport via diffusie
• Actief transport via pompen
• Tegen een concentratie/elektrische gradiënt in
o Uniport (1 ding)
o Symport (2 tegelijk dezelfde kant op)
o Antiport (2 in tegengestelde richting)
De potentiaal ontstaat doordat het membraan niet evenredig permeabel is voor elk ion en
door de verschillende concentratiegradiënten van positieve en negatieve ionen aan
weerszijden van de membraan. Extracellulair is meer positief (Na+) dan intracellulair(K+).
Hoe groter het concentratieverschil, hoe
extremer de evenwichtspotentiaal en
hoe groter de permeabiliteit voor een
type ion, hoe groter de invloed op de
membraanpotentiaal. Vooral K+ heeft
invloed.
Na+/K+ATPase transporter (antiport) is
belangrijk voor de opbouw en
instandhouding van Na+- en K+ gradiënt.
3 Na+ wordt ingeruild voor 2 K+.
Hoe wordt de diffusie van ionen
gereguleerd?
Ion kanalen → dynamische regulatie van ion permeabiliteit door (bio)chemische en
elektrische signalen.
• Bij rustpotentiaal hebben veel K+ en Cl- kanalen een grote kans om open te staan
(lekkanalen).
• De kans dat verschillende typen ion kanalen openen kan door middel van externe
stimuli verhoogd of verlaagd worden.
o Vm gecontroleerde kanalen
▪ Belangrijk voor actieve processen → actiepotentiaal, synaptische
potentialen
o Neurotransmitter-gecontroleerde kanalen
▪ Belangrijk voor signaaloverdracht tussen cellen
,Hoe ontstaat het actiepotentiaal?
Er moet een drempelwaarde bereikt worden. Daarna
heb je:
• Depolarisatie (Na+ instroom)
o Voltage-afhankelijk
o Moet toch beperkt blijven, dus Na+
kanalen mogen niet te lang open staan.
• Repolarisatie (K+ uitstroom)
o Verandering permeabiliteit K+ als gevolg van N+ →
werkt Na+ tegen
• Hyperpolarisatie (K+ kanalen sluiten langzaam)
o Op basis van gradiënten
De actiepotentiaal wordt
opgewekt met saltatoire
begeleiding. Dit betreft de
myelinescheden op de axonen
die zorgen voor snellere
begeleiding over grotere
afstand.
In de refractaire periode kan er
geen nieuwe prikkel opgewekt
worden. Bij absoluut kan er
helemaal geen prikkel worden
opgewekt. Bij relatief wel, maar
de prikkel moet sterker zijn.
Soorten synapsen
• Elektrisch → elektrische
impuls wordt direct doorgegeven aan de volgende cel via gap junctions. In elke gap
junction zitten heel veel connexons die als tunnel dienen.
o Komt vooral voor in gladde spiercellen en hartspiercellen
o Veel sneller dan chemische synapsen
• Chemisch → grootste deel van de synapsen in CZS.
o Aanwezigheid van synaptische spleet
o Neurotransmitters om signalen door te geven
▪ Ionotroof → ion kanalen die openen door binding van juiste
neurotransmitter
▪ Metabotroof → geen ion kanalen, werken via G eiwit, dus langzamer
Neurotransmitters
Kunnen postsynaptische neuronen stimuleren of inhiberen.
• Kleine molecuul neurotransmitters → Ach, aminozuren, ATP, amines, NO
o ACh → bindt aan ionotrofe receptor voor stimulatie, metabotroof voor inhibitie
o Aminozuren → inhibitie = GABA en glycine, stimulatie = aspartaat en
glutamaat (te veel = hypoxie/excitotoxiciteit )
o Biogene amines → dopamine, (nor)adrenaline, serotonine
• Neuropeptiden → via blaasjes naar synaptische spleet, binden metabotrofe receptor
,Typen neurotransmitter signalering
• Cholinerge → ACh bindt aan nicotinerge stimulatie) en muscarinerge(stimulatie en
inhibitie) receptoren
o Presynaptische membraan → acetyl-CoA + Choline = Acetylcholine
o Postsynaptische membraan → Acetylcholine → Acetaat + Choline
▪ Deze afbraak remt dan ook de ACh
• Adrenerge → noradrenaline bindt aan adrenerge receptor (alfa 1&2 + bèta 1&2)
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan of afbraak door
monoamine oxidase (MAO)
• Dopaminerge → dopamine bindt aan D1 (stimulatie) en D2 (inhibitie)
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan of afbraak door
monoamine oxidase (MAO)
o Overmatige dopamine kan bijdragen aan schizofrenie
o Afbraak van dopamine neuronen kan bijdragen aan Parkinson
• Serotonerge → tryptofaan wordt gebruikt om serotonine te vormen
o Medicijnen die serotonine remmen, worden gebruikt om depressie te remmen
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan of afbraak door
monoamine oxidase (MAO)
• Glutamaterge → glutamaat bindt aan ionotrofe of metabotrofe receptor
• GABAerge → GABA bindt aan GABA receptoren voor inhibitie (Cl- kanalen open)
o Wordt geremd door heropname in presynaptisch membraan
Cellen van het zenuwstelsel
Zenuwweefsel bestaat voornamelijk uit neuronen en neuroglia. Neuronen communiceren
met andere cellen door elektrische impulsen en neuroglia zorgen voor de ideale omgeving
waarin de neuronen optimaal kunnen functioneren.
Neuronen
Neuronen bestaan uit drie onderdelen:
• Cellichaam → bevat bijna alle normale organellen, op die van celdeling na.
• Axon → lange zenuwvezels die signalen doorgeven aan doelcellen via de synaps
o Lopen uit in axon terminals met synaptische bulbs
o Bevatten myeline schede voor bescherming en snellere impulsgeleiding.
▪ De delen zonder myeline = knopen van Ranvier.
• Dendriet → korte zenuwvezels die signalen ontvangen.
Neuronen kunnen onderverdeeld worden in drie groepen op functie:
• Motor neuronen → van brein weg naar effectoren
o Spiercontractie en klieren die gaan uitscheiden
• Sensory neuronen → brengen informatie naar de hersenen
o Pijn, hitte
• Interneuronen → helpen bij het verwerken van sensory informatie
Ook kunnen ze in drie groepen verdeeld worden op structuur:
• Multipolair → meerdere dentrieten en 1 axon
o Meeste neuronen zijn van dit type
• Bipolair → 1 dendriet en 1 axon
o Retina, binnenoor, reukdomein
van het brein
• Unipolair → axon en dendrieten zijn
gefuseerd
o Vooral in ganglia
Neuroglia
Neuroglia kunnen geen elektrische impulsen doorgeven, wel kunnen ze, in tegenstelling tot
neuronen, vervangen worden. Er zijn 6 typen neuroglia, 4 in het CZS en 2 in het PZS:
, In centrale zenuwstelsel:
• Microglia → klein, verwijderen cel afval en
beschadigd weefsel d.m.v. fagocytose
• Astrocyten → meest aanwezig, stevigheid, vormen
bloed-brein barrière samen met endotheel en lamina
basalis, behouden chemische omgeving, neuronale
ontwikkeling, synaps formatie
o De astrocytenvoetjes zitten strak om lumen
• Ependymale cel → produceren cerebrospinale fluid
(CSF), circuleren dit met behulp van microvilli en ciliën
en omheinen de vloeistof gevulde delen van de CZS.
• Oligodendrocyten → vormen de myeline schede van
axonen.
In perifere zenuwstelsel:
• Schwann cellen → produceren myeline schede bij het
PZS, omgeven door lamina basalis en collagene fibrillen.
• Satelliet cellen → plat, ondersteuning rondom
sensorische cellichamen, reguleren uitwisseling tussen cellichaam en interstitiële
vloeistof.
Regeneratie is niet mogelijk in CZS, maar wel in PZS. Echter, de perikaryon moet dan nog wel
intact zijn. De cellen van Schwann vormen banden van Bunger → buisvormige strengen ter
behoeve van begeleiding opnieuw uitgroeiend axon.
Nissl-substantie aanwezig? → dendriet
Nissl-substantie afwezig? → axon
De Nissl-substantie bestaat uit RER
Neuro tubuli → transport
Neurofilamenten → steun
Actine (microfilamenten) → bewegen
Neuropileem → uitlopers van gliacellen en zenuwcellen samen
