Neurofysiologie
Hoorcollege 1 - 5 januari 2024
Membraanpotentialen
Membraan bestaat voornamelijk uit fosfolipiden: hydrofiele kop
(klein) en hydrofobe staart (groot)
Vet trekt elkaar aan dus de staarten richten zich naar elkaar toe.
→ membraan is heel vet
(polaire) hydrofiele stoffen kunnen hydrofobe staat niet zonder
hulp passeren.
Wateroplosbare stoffen kunnen niet zelf door het membraan heen.
Ionen zijn enorm polair en kunnen oplossen in water dus niet zomaar membraan passeren.
Semi-permeabele membraan: selectief doorlaten van stoffen
Het celmembraan scheidt de intracellulaire (ICF) en extracellulaire vloeistof (ECF)
Natrium en kalium spelen een belangrijke rol.
- Natrium veel in extracellulaire vloeistof
- Kalium veel in intracellulaire vloeistof
Hierdoor kunnen contractie verschillen/gradiënten ontstaan: essentieel voor prikkelbare
cellen
Ionen kunnen zelfs bij gradient verschil niet passeren → wel mbv membraaneiwitten
1
,Membraantransport:
- Simple diffusie
- Transport via kanalen of carriers (passief)
- Transport door kanalen is altijd passief, carrier transport kan passief of actief zijn
- Carrier transport kan tegen gradiënt in pompen
Passief transport:
● Langs gradient (met de concentratiegradiënt mee)
● geen energie nodig
● (gefaciliteerde) diffusie
Actief transport:
● Tegen gradient (tegen de stroming in)
● Kost (indirect) energie
Actief membraantransport
- Primair actief: Na/K pomp
- Secundair actief: Na/glucose pomp
- Kost geen energie maar naar binnen stromen van Natrium zorgt het voor
energie
2
,Kanalen
Ionkanalen zijn essentieel bij neurale communicatie en spiercontracties en beïnvloeden de:
- Rustmembraanpotentiaal
- Variabele- en actiepotentiaal
Voorbeelden:
● Lekkanalen
○ staan altijd open
○ eiwitten vormen gat in membraan
○ Natrium en kalium, maar kunnen niet door elkaars lekkanalen → selectief
● Chemische deactiveren
○ Selectief
○ kunnen zowel Natrium als kalium doorlaten
○ door chemische stof wordt kanaal geactiveerd
● Spannings geactiveerd
○ verschil in lading verandert (bijv bij depolarisatie gaan kanalen open)
Rustmembraanpotentiaal
Rustmembraanpotentiaal = het spanning/voltage verschil over het celmembraan in rust
Meerdere geladen deeltjes bij betrokken zoals Na+, K+, Cl-, eiwitten
deeltjes met lading zorgen voor ladingverschil over de cel → belangrijkste zijn Na en K
Bijdrage ionen aan membraanpotentiaal afhankelijk van:
- Lading
- Concentratiegradiënt
- permeabiliteit (=kanalen): hoe makkelijk kunnen Na en K door membraan heen
- Lekkanalen bepalen hoe permeabel de cel is.
Ladingsverschil: ladingsverschil binnen en buitenkant cel (-70 mV)
Bij evenwichtspotentiaal wordt er gekeken naar een soort ion
3
, Drijvende krachten van ionen
Bij een evenwichtspotentiaal van een ion zijn de twee drijvende
krachten in evenwicht (even groot)
1. Verschil in concentratie
2. Lading
Chemische en elektrische kracht staan tegenover elkaar: bepalen
waar ion heen gaat.
Kalium
Bij kalium is chemische kracht naar buiten en elektrisch naar
binnen → chemische kracht is sterker dus kalium gaat naar
buiten. Intracellulaire lading wordt negatiever waardoor elektrische kracht sterker wordt. Er
ontstaat een evenwichtspotentiaal.
Evenwichtspotentiaal: elektrische en chemische gradiënten zijn gelijk dus evenveel kalium
naar binnen als naar buiten. Bij kalium is het evenwichtspotentiaal -90 mV.
Natrium
Chemische en elektrische gradiënt gaan naar binnen. Natrium gaat naar binnen, waardoor
membraanpotentiaal positiever wordt.
Natrium stroomt niet telkens naar binnen: binnenkant is positief dus elektrische gradiënt gaat
op een gegeven moment naar buiten. Bij natrium is evenwichtspotentiaal +60 mV.
Evenwichts/Nernstpotentiaal
Evenwichtspotentiaal = bij welk potentieel de chemische en elektrische gradient gelijk aan
elkaar zijn
4
Hoorcollege 1 - 5 januari 2024
Membraanpotentialen
Membraan bestaat voornamelijk uit fosfolipiden: hydrofiele kop
(klein) en hydrofobe staart (groot)
Vet trekt elkaar aan dus de staarten richten zich naar elkaar toe.
→ membraan is heel vet
(polaire) hydrofiele stoffen kunnen hydrofobe staat niet zonder
hulp passeren.
Wateroplosbare stoffen kunnen niet zelf door het membraan heen.
Ionen zijn enorm polair en kunnen oplossen in water dus niet zomaar membraan passeren.
Semi-permeabele membraan: selectief doorlaten van stoffen
Het celmembraan scheidt de intracellulaire (ICF) en extracellulaire vloeistof (ECF)
Natrium en kalium spelen een belangrijke rol.
- Natrium veel in extracellulaire vloeistof
- Kalium veel in intracellulaire vloeistof
Hierdoor kunnen contractie verschillen/gradiënten ontstaan: essentieel voor prikkelbare
cellen
Ionen kunnen zelfs bij gradient verschil niet passeren → wel mbv membraaneiwitten
1
,Membraantransport:
- Simple diffusie
- Transport via kanalen of carriers (passief)
- Transport door kanalen is altijd passief, carrier transport kan passief of actief zijn
- Carrier transport kan tegen gradiënt in pompen
Passief transport:
● Langs gradient (met de concentratiegradiënt mee)
● geen energie nodig
● (gefaciliteerde) diffusie
Actief transport:
● Tegen gradient (tegen de stroming in)
● Kost (indirect) energie
Actief membraantransport
- Primair actief: Na/K pomp
- Secundair actief: Na/glucose pomp
- Kost geen energie maar naar binnen stromen van Natrium zorgt het voor
energie
2
,Kanalen
Ionkanalen zijn essentieel bij neurale communicatie en spiercontracties en beïnvloeden de:
- Rustmembraanpotentiaal
- Variabele- en actiepotentiaal
Voorbeelden:
● Lekkanalen
○ staan altijd open
○ eiwitten vormen gat in membraan
○ Natrium en kalium, maar kunnen niet door elkaars lekkanalen → selectief
● Chemische deactiveren
○ Selectief
○ kunnen zowel Natrium als kalium doorlaten
○ door chemische stof wordt kanaal geactiveerd
● Spannings geactiveerd
○ verschil in lading verandert (bijv bij depolarisatie gaan kanalen open)
Rustmembraanpotentiaal
Rustmembraanpotentiaal = het spanning/voltage verschil over het celmembraan in rust
Meerdere geladen deeltjes bij betrokken zoals Na+, K+, Cl-, eiwitten
deeltjes met lading zorgen voor ladingverschil over de cel → belangrijkste zijn Na en K
Bijdrage ionen aan membraanpotentiaal afhankelijk van:
- Lading
- Concentratiegradiënt
- permeabiliteit (=kanalen): hoe makkelijk kunnen Na en K door membraan heen
- Lekkanalen bepalen hoe permeabel de cel is.
Ladingsverschil: ladingsverschil binnen en buitenkant cel (-70 mV)
Bij evenwichtspotentiaal wordt er gekeken naar een soort ion
3
, Drijvende krachten van ionen
Bij een evenwichtspotentiaal van een ion zijn de twee drijvende
krachten in evenwicht (even groot)
1. Verschil in concentratie
2. Lading
Chemische en elektrische kracht staan tegenover elkaar: bepalen
waar ion heen gaat.
Kalium
Bij kalium is chemische kracht naar buiten en elektrisch naar
binnen → chemische kracht is sterker dus kalium gaat naar
buiten. Intracellulaire lading wordt negatiever waardoor elektrische kracht sterker wordt. Er
ontstaat een evenwichtspotentiaal.
Evenwichtspotentiaal: elektrische en chemische gradiënten zijn gelijk dus evenveel kalium
naar binnen als naar buiten. Bij kalium is het evenwichtspotentiaal -90 mV.
Natrium
Chemische en elektrische gradiënt gaan naar binnen. Natrium gaat naar binnen, waardoor
membraanpotentiaal positiever wordt.
Natrium stroomt niet telkens naar binnen: binnenkant is positief dus elektrische gradiënt gaat
op een gegeven moment naar buiten. Bij natrium is evenwichtspotentiaal +60 mV.
Evenwichts/Nernstpotentiaal
Evenwichtspotentiaal = bij welk potentieel de chemische en elektrische gradient gelijk aan
elkaar zijn
4
