Biologische en Cognitieve psychologie hoorcolleges:
Lecture 2: Neural and Glial cells
Atomen in ons lichaam om structuren en connecties te maken. Door:
1. Ionische bindingen: elektrostatische kracht (plus trekt min aan)
2. Covalente bindingen: het delen van elektronen door atomen
Met behulp van covalente binding wordt glucose, lipiden (vetten) en aminozuren gemaakt
Aminozuren: belangrijk voor het zenuwstelsel
Kunnen zich samenvoegen tot proteïne
Fosfolipide:
Atomen worden hier gebonden door covalente bindingen
Elektronen die gedeeld worden dreigen meer naar het ene dan het andere atoom te
liggen
De hoofd van dit molecuul: negatief geladen hydrofiel: wil met water connecten
De staart, fatty acids: positief geladen hydrofoob: wil niet met water connecten
Dus de hoofden liggen naar de watermoleculen toe, en de staarten liggen de andere kant op
Het membraam van zenuwcellen bestaat uit een dubbele laag met fosfolipide
Zenuwcellen: ongeveer 100 biljoen neuronen in de hersenen
1. Soma (cellichamen): integreren signalen die de dendrieten ontvangen (exciterend,
Inhiberende)
2. Hieraan zitten dendrieten vast: die ontvangen signalen van andere cellen
3. Axon: bereiken verschillende neuronen (verzenden de signalen). Bedekt met een
vette laag: myeline schede
4. Terminale knopjes
Globale structuur:
1. Celkern: met poriën voor mRNA transport
2. Endoplasmatische reticulum: produceren, opslaan en transport van proteïnen
3. Golgi apparaat: het verpakken van de proteïnen voor transport (neurotransmitters in
blaasjes)
4. Mitochondria: ATP: Adenosine Tri-Phosphate de benzine voor de celfabriek:
maakt energie waardoor de cel kan functioneren
5. Lysosomen: afval wegwerksysteem
6. Cytoskelet bestaat uit: Microtubuli: wegsysteem voor transport van
neurotransmitters door axon (bevindt zich in de axon)
Kernen bevatten chromosomen met genen: stukjes DNA
Genen in de celkern van een cel coderen voor de productie van proteïne. Deze genen
worden gekopieerd in de vorm van mRNA
mRNA gaat uit de celkern en treft de ribosomen
Ribosomen gaan langs de mRNA om een proteïne te produceren, dit heet transcriptie
, Transcriptie = genen worden gelezen van de DNA en omgezet naar mRNA mRNA
verlaat de kern door de poriën heen en wordt gelezen door de ribosomen (complex
van proteïne) om een nieuwe proteïne te vormen
Axoplasmatic transport:
Neurotransmitters die verpakt zijn in het Golgi-apparaat in blaasjes worden vervoerd door
het axon via de microtubuli
Twee soorten:
Kinesin (proteïne): maakt gebruik van anterograde transport: van het cellichaam naar de
terminale knopjes
Dynein (proteïne): maakt gebruik van retrograde transport: wanneer de neurotransmitter
niet allemaal gebruikt wordt kan het ook weer worden teruggestuurd naar het cellichaam
van terminale knopjes naar het cellichaam
Gliacellen: supportcellen
Verschillende soorten:
1. Microglia: doden bacteriën in je brein. Belangrijk voor immuniteit. Kunnen ook dode
cellen verwijderen
2. Macroglia: oligodendrocytes: zorgen voor myelinescheden bij axonen in CNS
3. Macroglia: Schwanncellen: zorgt voor myelinescheden in de PNS. 1 cel wikkelt zich
om een axon, en maakt maar 1 myelineschede
4. Macroglia: astrocytes: zorgen voor support van structuur. Wikkelt zich om een
synaps en zorgt daarmee dat de interactie alleen tussen desbetreffende neuronen
plaatsvindt. Zorgt er ook voor dat materialen door de Blood-Brain-Barrier (BBB)
kunnen
Endothelial cellen: aderen in het lichaam bestaan uit deze cellen
Sluiten niet perfect op elkaar aan waardoor stoffen gemakkelijk in en uit het bloed
kunnen gaan
In het brein sluiten ze WEL goed op elkaar aan: ontstaat BBB bloed in het brein
beter beschermd
Maar het brein heeft stoffen uit het bloed nodig (bijv. glucose)
Astrocytes binden hun klauwen aan bloedvezels zodat het stoffen uit het bloed kan
halen
1. De astrocyte zet glucose uit het bloed om in lactaat en geeft dit door aan neuronen
2. De astrocyte zet ook een deel van de glucose om in glycogeen en bewaart dit
wanneer er een event is waar deze energie hard voor nodig is
3. Astrocytes geven ook adenocine af: zorgt voor inhiberende werking op neuronen
hierdoor weten neuronen dat ze niet moeten vuren, anders raakt de energie op
Biolelektriciteit:
Bij mensen is de elektrische lading binnen een zenuwcel negatief geladen ten opzichte van
buiten de cel. In ruststand is dit ongeveer -65mV. Dit verschilt een beetje per mens
De membraampotentiaal wordt veroorzaakt door de balans tussen twee krachten:
,Diffusie: stoffen van een gebied met hoge concentratie van deze stof naar een gebied met
een lagere concentratie gaan
Elektrostatisch: positief en negatief geladen deeltjes trekken elkaar aan, terwijl ++ en --
elkaar afstoten
Het membraam van zenuwcellen is niet volledig gesloten, het heeft ionkanalen en poriën.
Kunnen open of gesloten zijn. Dat verschilt per ion
Rustmembraanpotentiaal:
Binnen de cel bevindt zich veel K+ en A- (negatief geladen proteïnen) die eruit willen
o A- kan het membraan niet passeren aangezien hiervoor geen kanaal is, en K+
wordt tegenhouden door elektrostatische kracht
o Alleen door diffusie kan K+ nu het membraan passeren aangezien er ook nog
wat K+ kanalen open staan
o Hierdoor gaat K+ naar buiten hierdoor wordt het negatiever binnen in de
cel
o Wanneer er geen K+ meer naar buiten kan stromen is er een rustpotentiaal (-
65mV)
Buiten de cel bevindt zich veel Na+ en Cl- die naar binnen willen
o Door diffusie zou Cl- naar binnen moeten gaan, maar door elektrostatische
kracht blijft het buiten
o Na+ zou door diffusie en elektrostatische kracht naar binnen moeten gaan. Dit
gebeurt niet want de Na+ poorten zijn dicht toch zou er een beetje Na+
naar binnen kunnen lekken
o Hiervoor is er een Na+, K+ pomp die het lekken weer rechtzet door de gelekte
stoffen weer terug te sturen naar waar ze vandaan kwamen
Natrium-kalium pomp:
Behoudt de membraanpotentiaal
Dit doet hij door 3 Na+ ionen naar buiten de cel te pompen en 2 K+ ionen naar
binnen te pompen
Hierdoor blijft het binnen de neuron negatief
Dit effect kost veel energie
Vergroot de kaliumconcentratie en verlaagt de natriumconcentratie in het neuron
Threshold: drempelwaarde, membraan potentiaal moet op -60mV zijn om een impuls te
kunnen geven
Gepolariseerd: wanneer een neuron meer negatieve ionen binnenin heeft dan positieve
ionen
Actiepotentiaal: +40mV, impuls wordt gegeven
Repolarisatie: membraanpotentiaal wordt weer negatiever na actiepotentiaal
Hyperpolarisatie: membraanpotentiaal wordt even nog negatiever dan in de rustfase
(inhiberende signalen)
Depolarisatie: membraanpotentiaal wordt weer positiever en kan uiteindelijk weer gaan
leiden tot een actiepotentiaal (exciterende signalen)
Relative refractory period: periode waarin een 2e actiepotentiaal niet bereikt kan worden.
Dit is het dalletje van de hyperpolarisatie
, De eerste actiepotentiaal veroorzaakt een domino-effect in het neuron. Deze type geleiding
is:
Relatief sloom: nieuwe actiepotentiaal wordt opgewekt in bijliggende regio’s
Energie slurpend: rustpotentiaal moet hersteld worden over de hele axon door de
natrium-kalium pompen
Actiepotentiaal kan ook passief geleid worden: gebeurt zonder nieuwe actiepotentialen
Veel sneller
Nadeel: het signaal wordt na verloop van afstand minder sterk oplossing:
Saltatory condunction:
Het axon wordt omringd door myelineschede
De myeline zorgt ervoor dat er geen domino-effect ontstaat
De nieuwe actiepotentialen worden alleen opgewekt tussen de myeline
onderbrekingen Nodes of Ranvier
Het signaal dat door de myelineschede gaat wordt nog steeds afgezwakt maar is nog
genoeg om een nieuw actiepotentiaal in beweging te brengen bij de volgende
onderbreking
Lecture 3: Neurotransmissie
Verschillende typen synapsen:
Axodendritic = contact tussen axon van de presynaptische neuron en dendriet van
postsynaptische neuron
Acosomatic = er is contact tussen de axon van de ene en soma van het andere
neuron
Axoaxonic = op de soma van het postsynaptische neuron maken 2 axonen van
andere neuronen contact met elkaar. Tussen deze 2 terminale knopjes vindt de
overdracht plaats
In het presynaptische terminale knopje zijn kleine calcium poorten die open kunnen gaan
door verandering in de membraanpotentiaal
Wanneer de actiepotentiaal arriveert bij het terminale knopje gaan de
calciumpoorten open
Calcium stroomt dan het presynaptische terminale knopje in
Calcium zorgt ervoor dat de blaasjes met neurotransmitters bij het presynaptische
membraan opengaan
Hierdoor gaat de neurotransmitter de synaps in
Door het binnenlaten van calcium door de calciumpoorten gaan de bundels van proteïnen
op het presynaptische membraan uit elkaar en gaan de blaasjes open waardoor
neurotransmitter in de synaps terechtkomt
Er zijn vanaf dit moment 3 dingen die met de blaasjes kunnen gebeuren na het af te hebben
gegeven van neurotransmitters:
1. ‘Kiss and run’ = blaasje komt van microtubuli en binden aan presynaptische
membraan, laten neurotransmitter vrij. Ze blijven hierna een blaasje en gaan terug
naar binnen het presynaptische terminale knopje
Lecture 2: Neural and Glial cells
Atomen in ons lichaam om structuren en connecties te maken. Door:
1. Ionische bindingen: elektrostatische kracht (plus trekt min aan)
2. Covalente bindingen: het delen van elektronen door atomen
Met behulp van covalente binding wordt glucose, lipiden (vetten) en aminozuren gemaakt
Aminozuren: belangrijk voor het zenuwstelsel
Kunnen zich samenvoegen tot proteïne
Fosfolipide:
Atomen worden hier gebonden door covalente bindingen
Elektronen die gedeeld worden dreigen meer naar het ene dan het andere atoom te
liggen
De hoofd van dit molecuul: negatief geladen hydrofiel: wil met water connecten
De staart, fatty acids: positief geladen hydrofoob: wil niet met water connecten
Dus de hoofden liggen naar de watermoleculen toe, en de staarten liggen de andere kant op
Het membraam van zenuwcellen bestaat uit een dubbele laag met fosfolipide
Zenuwcellen: ongeveer 100 biljoen neuronen in de hersenen
1. Soma (cellichamen): integreren signalen die de dendrieten ontvangen (exciterend,
Inhiberende)
2. Hieraan zitten dendrieten vast: die ontvangen signalen van andere cellen
3. Axon: bereiken verschillende neuronen (verzenden de signalen). Bedekt met een
vette laag: myeline schede
4. Terminale knopjes
Globale structuur:
1. Celkern: met poriën voor mRNA transport
2. Endoplasmatische reticulum: produceren, opslaan en transport van proteïnen
3. Golgi apparaat: het verpakken van de proteïnen voor transport (neurotransmitters in
blaasjes)
4. Mitochondria: ATP: Adenosine Tri-Phosphate de benzine voor de celfabriek:
maakt energie waardoor de cel kan functioneren
5. Lysosomen: afval wegwerksysteem
6. Cytoskelet bestaat uit: Microtubuli: wegsysteem voor transport van
neurotransmitters door axon (bevindt zich in de axon)
Kernen bevatten chromosomen met genen: stukjes DNA
Genen in de celkern van een cel coderen voor de productie van proteïne. Deze genen
worden gekopieerd in de vorm van mRNA
mRNA gaat uit de celkern en treft de ribosomen
Ribosomen gaan langs de mRNA om een proteïne te produceren, dit heet transcriptie
, Transcriptie = genen worden gelezen van de DNA en omgezet naar mRNA mRNA
verlaat de kern door de poriën heen en wordt gelezen door de ribosomen (complex
van proteïne) om een nieuwe proteïne te vormen
Axoplasmatic transport:
Neurotransmitters die verpakt zijn in het Golgi-apparaat in blaasjes worden vervoerd door
het axon via de microtubuli
Twee soorten:
Kinesin (proteïne): maakt gebruik van anterograde transport: van het cellichaam naar de
terminale knopjes
Dynein (proteïne): maakt gebruik van retrograde transport: wanneer de neurotransmitter
niet allemaal gebruikt wordt kan het ook weer worden teruggestuurd naar het cellichaam
van terminale knopjes naar het cellichaam
Gliacellen: supportcellen
Verschillende soorten:
1. Microglia: doden bacteriën in je brein. Belangrijk voor immuniteit. Kunnen ook dode
cellen verwijderen
2. Macroglia: oligodendrocytes: zorgen voor myelinescheden bij axonen in CNS
3. Macroglia: Schwanncellen: zorgt voor myelinescheden in de PNS. 1 cel wikkelt zich
om een axon, en maakt maar 1 myelineschede
4. Macroglia: astrocytes: zorgen voor support van structuur. Wikkelt zich om een
synaps en zorgt daarmee dat de interactie alleen tussen desbetreffende neuronen
plaatsvindt. Zorgt er ook voor dat materialen door de Blood-Brain-Barrier (BBB)
kunnen
Endothelial cellen: aderen in het lichaam bestaan uit deze cellen
Sluiten niet perfect op elkaar aan waardoor stoffen gemakkelijk in en uit het bloed
kunnen gaan
In het brein sluiten ze WEL goed op elkaar aan: ontstaat BBB bloed in het brein
beter beschermd
Maar het brein heeft stoffen uit het bloed nodig (bijv. glucose)
Astrocytes binden hun klauwen aan bloedvezels zodat het stoffen uit het bloed kan
halen
1. De astrocyte zet glucose uit het bloed om in lactaat en geeft dit door aan neuronen
2. De astrocyte zet ook een deel van de glucose om in glycogeen en bewaart dit
wanneer er een event is waar deze energie hard voor nodig is
3. Astrocytes geven ook adenocine af: zorgt voor inhiberende werking op neuronen
hierdoor weten neuronen dat ze niet moeten vuren, anders raakt de energie op
Biolelektriciteit:
Bij mensen is de elektrische lading binnen een zenuwcel negatief geladen ten opzichte van
buiten de cel. In ruststand is dit ongeveer -65mV. Dit verschilt een beetje per mens
De membraampotentiaal wordt veroorzaakt door de balans tussen twee krachten:
,Diffusie: stoffen van een gebied met hoge concentratie van deze stof naar een gebied met
een lagere concentratie gaan
Elektrostatisch: positief en negatief geladen deeltjes trekken elkaar aan, terwijl ++ en --
elkaar afstoten
Het membraam van zenuwcellen is niet volledig gesloten, het heeft ionkanalen en poriën.
Kunnen open of gesloten zijn. Dat verschilt per ion
Rustmembraanpotentiaal:
Binnen de cel bevindt zich veel K+ en A- (negatief geladen proteïnen) die eruit willen
o A- kan het membraan niet passeren aangezien hiervoor geen kanaal is, en K+
wordt tegenhouden door elektrostatische kracht
o Alleen door diffusie kan K+ nu het membraan passeren aangezien er ook nog
wat K+ kanalen open staan
o Hierdoor gaat K+ naar buiten hierdoor wordt het negatiever binnen in de
cel
o Wanneer er geen K+ meer naar buiten kan stromen is er een rustpotentiaal (-
65mV)
Buiten de cel bevindt zich veel Na+ en Cl- die naar binnen willen
o Door diffusie zou Cl- naar binnen moeten gaan, maar door elektrostatische
kracht blijft het buiten
o Na+ zou door diffusie en elektrostatische kracht naar binnen moeten gaan. Dit
gebeurt niet want de Na+ poorten zijn dicht toch zou er een beetje Na+
naar binnen kunnen lekken
o Hiervoor is er een Na+, K+ pomp die het lekken weer rechtzet door de gelekte
stoffen weer terug te sturen naar waar ze vandaan kwamen
Natrium-kalium pomp:
Behoudt de membraanpotentiaal
Dit doet hij door 3 Na+ ionen naar buiten de cel te pompen en 2 K+ ionen naar
binnen te pompen
Hierdoor blijft het binnen de neuron negatief
Dit effect kost veel energie
Vergroot de kaliumconcentratie en verlaagt de natriumconcentratie in het neuron
Threshold: drempelwaarde, membraan potentiaal moet op -60mV zijn om een impuls te
kunnen geven
Gepolariseerd: wanneer een neuron meer negatieve ionen binnenin heeft dan positieve
ionen
Actiepotentiaal: +40mV, impuls wordt gegeven
Repolarisatie: membraanpotentiaal wordt weer negatiever na actiepotentiaal
Hyperpolarisatie: membraanpotentiaal wordt even nog negatiever dan in de rustfase
(inhiberende signalen)
Depolarisatie: membraanpotentiaal wordt weer positiever en kan uiteindelijk weer gaan
leiden tot een actiepotentiaal (exciterende signalen)
Relative refractory period: periode waarin een 2e actiepotentiaal niet bereikt kan worden.
Dit is het dalletje van de hyperpolarisatie
, De eerste actiepotentiaal veroorzaakt een domino-effect in het neuron. Deze type geleiding
is:
Relatief sloom: nieuwe actiepotentiaal wordt opgewekt in bijliggende regio’s
Energie slurpend: rustpotentiaal moet hersteld worden over de hele axon door de
natrium-kalium pompen
Actiepotentiaal kan ook passief geleid worden: gebeurt zonder nieuwe actiepotentialen
Veel sneller
Nadeel: het signaal wordt na verloop van afstand minder sterk oplossing:
Saltatory condunction:
Het axon wordt omringd door myelineschede
De myeline zorgt ervoor dat er geen domino-effect ontstaat
De nieuwe actiepotentialen worden alleen opgewekt tussen de myeline
onderbrekingen Nodes of Ranvier
Het signaal dat door de myelineschede gaat wordt nog steeds afgezwakt maar is nog
genoeg om een nieuw actiepotentiaal in beweging te brengen bij de volgende
onderbreking
Lecture 3: Neurotransmissie
Verschillende typen synapsen:
Axodendritic = contact tussen axon van de presynaptische neuron en dendriet van
postsynaptische neuron
Acosomatic = er is contact tussen de axon van de ene en soma van het andere
neuron
Axoaxonic = op de soma van het postsynaptische neuron maken 2 axonen van
andere neuronen contact met elkaar. Tussen deze 2 terminale knopjes vindt de
overdracht plaats
In het presynaptische terminale knopje zijn kleine calcium poorten die open kunnen gaan
door verandering in de membraanpotentiaal
Wanneer de actiepotentiaal arriveert bij het terminale knopje gaan de
calciumpoorten open
Calcium stroomt dan het presynaptische terminale knopje in
Calcium zorgt ervoor dat de blaasjes met neurotransmitters bij het presynaptische
membraan opengaan
Hierdoor gaat de neurotransmitter de synaps in
Door het binnenlaten van calcium door de calciumpoorten gaan de bundels van proteïnen
op het presynaptische membraan uit elkaar en gaan de blaasjes open waardoor
neurotransmitter in de synaps terechtkomt
Er zijn vanaf dit moment 3 dingen die met de blaasjes kunnen gebeuren na het af te hebben
gegeven van neurotransmitters:
1. ‘Kiss and run’ = blaasje komt van microtubuli en binden aan presynaptische
membraan, laten neurotransmitter vrij. Ze blijven hierna een blaasje en gaan terug
naar binnen het presynaptische terminale knopje
