FA-BA203 - Neurologie
Werkcollege 1 – voorbereiding - zelfstudiemodule 1
Functie
Dendrieten: ontvangen van boodschappen van andere cellen
Celkern: In de kern van de cel ligt DNA, het erfelijk materiaal, opgeslagen.
Cellichaam: een duidelijk verdikt deel van de zenuwcel en bevat de celkern en alle belangrijke
organellen in het cytoplasma.
Myeline: het zorgt voor een betere en snellere geleiding van signalen tussen zenuwcellen: het
beschermt de zenuwcellen tegen schade; Het voorziet de zenuwbanen van voedingsstoffen.
Axon: elektrische impulsen doorgeeft en zo zorgt voor informatieoverdracht in de hersenen
Synaps: het contactpunt waar de ene zenuwcel met de andere communiceert. Gevormd door axon
uiteinde.
De rustpotentiaal van zenuwcellen ligt ongeveer rond de -65mV. Dit spanningsverschil wordt bepaald
door een ongelijke verdeling van ionen (Na+, K+, CL-, Ca2+, negatief geladen eiwitten) tussen het
intracellulaire en extracellulaire compartiment.
De membraanpotentiaal wordt bepaald door 3 factoren:
1. de concentratie van ionen binnen en buiten de cel
2. de membraandoorlaatbaarheid voor de verschillende ionen
3. de activiteit van ionenpompen
In dit filmpje wordt in detail uitgelegd hoe de rustpotentiaal tot stand komt.
,Opdracht rustpotentiaal
B) De celembraan is relatief impermeable for Na+ en Ca2+; door actief transport van deze ionen,
ontstaat er een ongelijke verdeling over het membraan. K+ daarentegen gaat wel gemakkelijk over
het membraan van neuronen. Deze selectieve permeabiliteit draagt bij aan een ongelijke verdeling
van ionen over het membraan, deze individuele evenwichtspotentialen, bepalen tesamen de
uiteindelijk rustpotentiaal.
C) Het actief transport van Na+ en K+ door de Na+/K+ ATPase houdt de ongelijke verdeling over het
membraan in stand en daarmee wordt ook de rustpotentiaal in stand gehouden.
Een actiepotentiaal gaat door de axon doordat het ene naar het
andere Na+ kanaal opengaat. Voltage-gated Na+ kanaal heeft een
inactieve vorm waarbij de influx van Na+ wordt geblokkeerd
tijdens de depolarisatie tot de hyperporalisatie (kanaal dicht).
Kalium kanalen gaan pas open na de natrium kanalen. Als de
natriumkanalen op inactief staan blijven deze open en gaat er met
de concentratiegradient mee +’jes de cel uit (repolarisatie).
Tijdens dit proces zijn er ook Na/K pompen: 3 Na eruit 2 K erin.
→ Absolute refractory period: 1 actiepotentiaal per keer en 1 kant
op.
Opdracht actiepotentiaal
A) Het ontstaan van een actiepotentiaal is afhankelijk van het snel openen van de spannings-
afhankelijke Na+ kanalen. Dit
gebeurt alleen als de
drempelwaarde van -50mV bereikt
wordt. Deze drempelwaarde kan
bereikt worden onder invloed van
voldoende stimulatie (bv activatie
van receptoren) die leiden tot het
openen van ionkanalen en het
induceren van ionstromen waarbij
de rustpotentiaal stijgt
B) ------------------------------------>
,C) Het naderen van een actiepotentiaal langs het axon, zorgt voor een stijging in de
membraanpotentiaal in die regio van het axon; deze stijging leidt vervolgens weer tot het openen
van spanningsafhankelijke Na+ kanalen, en depolarisatie van het membraan, in die regio van het
axon, waardoor de actiepotentiaal verder kan bewegen over het axon.
D) Deze myelineschedes hebben een soort isolerende functie voor het membraan. Op deze plekken
bevinden zich geen ionkanalen. De naderende actiepotentiaal resulteert daar dus niet in het openen
van spannings-afhankelijke Na+kanalen en influx van Na+. Dit gebeurt alleen in de tussenliggende
stukken van het axon (Nodes of Ranvier). De ionen die naar binnen stromen bij zo’n node of Ranvier
verdringen de ionen ter hoogte van de myeline schede richting de volgende node of Ranvier,
waardoor de actiepotentiaal eigenlijk van Node naar Node ‘springt. Dit versnelt het bewegen van de
actiepotentiaal over het axon.
Neurotransmissie – opdracht
A) Actiepotentiaal leidt tot openen van spannings-afhankelijke calcium-kanalen in het zenuwuiteinde.
De hierop volgende influx van calcium-ionen leidt tot het fuseren van vesicles met het celmembraan.
Deze vesicles bevatten neurotransmitters, die dus vrijgelaten worden in de synaptische spleet op het
moment dat de vesicle gefuseerd is met het celmembraan
B) Spatiele summatie is de optelsom van afzonderlijke signalen die vanuit verschillende plekken bij
elkaar komen. Temporele summatie is de optelsom van afzonderlijke signalen die qua tijd kort op
elkaar volgen. In werkelijkheid is deze optelsom een combinatie van deze type summatie en is het
een optelsom van niet alleen stimulerende, maar ook inhiberende, signalen
C) Quantal release is de hoeveelheid neurotransmitter die wordt afgegeven door het fuseren van 1
vesicle. EPSPs en IPSPs zijn kleine veranderingen in membraanpotentiaal in reactie op het openen
van ligand-gated ionkanalen (dus receptoren met/gelinked aan een ionkanaal). EPSPs worden
meestal veroorzaakt door influx van positieve ionen (en zijn dus kleine verhogingen van de
membraanpotentiaal, wat maakt dat de kans op een actiepotentiaal groter wordt (depolarisatie).
IPSPs worden veroorzaakt door efflux van positieve ionen of influx van negatieve ionen en zijn dus
kleine verlagingen van de membraanpotentiaal, wat maakt dat de kans op een actiepotentiaal kleiner
wordt (hyperpolarisatie). Deze IPSPs en EPSPs worden dus vaak veroorzaakt door receptoractivatie
en wanneer de optelsom van individuele IPSPs en EPSPs leidt tot depolarisatie tot de drempelwaarde
(-40mV), zal er een actiepotentiaal gegenereerd worden.
A=
B=
D=
E=
F=
G=
H=
I=
, Werkcollege 1 – opgaven
1.
Concentratieverschil binnen – buiten de cel
Chloride Natrium Kalium Calcium Organische anionen
4-103 = -99 mV 10-142 = -132 150-5 = 145 mV 0,001 - 5 -
mV
FASE: Rustpotentiaal Drempelwaarde Actiepotentiaal Depolarisatie Hyperpolarisatie
Membraanpermeabiliteit
Natrium Dicht Open Open Dicht Dicht
Kalium Open Dicht Dicht Open Open
Membraan potentiaal
-70 mV -55 mV + 40 mV -70 mV -75 mV
2. 1 = mitochondriën: leveren energie
2 = onder invloed van Ca2+-ionen worden synaptische blaasjes
gemobiliseerd
3 = presynaptische auto-receptor (Gi-eiwit): zit bij een kaliumkanaal
waardoor het signaal gestopt kan worden → remmen de afgifte van
neurotransmitters. De neurotransmitters geven een soort negatieve
terugkoppeling. Ze komen terug naar het presynaptische membraan
receptor en deze receptoren hier zorgen voor een remming.
4 = synaptische spleet
5 = post synaptische auto-receptor (neurotransmitter receptor): gaan
open en krijgen de signalen van de neurotransmitters (beïnvloeden de
respons)
6 = Calciumkanaal
7 = Neurotransmitters komen vrij in de synapsspleet
8 = Neurotransmitter heropnamepomp: neurotransmitters uit de synaps
halen. Zodat er geen signalen blijven worden gegeven.
3. EPSP: zorgen voor een actiepotentiaal. De cel wordt minder negatief.
IPSP: remmen een actiepotentiaal. De cel wordt negatiever, er wordt geen signaal doorgegeven
Temporaal: signaal van een synaps/EPSP, het is een optelling van op elkaar volgende prikkels
Spatiele: heb je veel EPSP nodig van verschillende synapsen
4. Drempelwaarde moet bereikt worden om de actiepotentiaal te kunnen geven. Doordat er telkens
kleine signalen komen (impulssummatie) en doordat kanalen telkens open en dicht gaan komt er
uiteindelijk een opstapeling waardoor drempelwaarde wordt bereikt.
Impulssummatie moet zo hoog mogelijk zijn.
Als je geen drempelwaarde hebt kunnen er meerdere actiepotentialen tegelijk plaatsvinden.
Serotonine (5-HT amine)
In het lichaam door tryptofaan (aminozuur + en – kant)
Deze wordt in een vesicle geplaatst door een transporter (VMAT)
De autoreceptor heet 5-HT1A. De receptoren heten 5-HT1 t/m 7: metabotroob behalve 5-HT3
Noradrenaline en dopamine
Via tyrosine (aminozuur) → decarboxylering en groepen toevoegen.
De transporter heet VMAT. De autoreceptor van noradrenaline (alfa-selectief) heet alfa-1 receptor
Re-uptake: NET (noradrenaline) en DAT (dopamine)
Werkcollege 1 – voorbereiding - zelfstudiemodule 1
Functie
Dendrieten: ontvangen van boodschappen van andere cellen
Celkern: In de kern van de cel ligt DNA, het erfelijk materiaal, opgeslagen.
Cellichaam: een duidelijk verdikt deel van de zenuwcel en bevat de celkern en alle belangrijke
organellen in het cytoplasma.
Myeline: het zorgt voor een betere en snellere geleiding van signalen tussen zenuwcellen: het
beschermt de zenuwcellen tegen schade; Het voorziet de zenuwbanen van voedingsstoffen.
Axon: elektrische impulsen doorgeeft en zo zorgt voor informatieoverdracht in de hersenen
Synaps: het contactpunt waar de ene zenuwcel met de andere communiceert. Gevormd door axon
uiteinde.
De rustpotentiaal van zenuwcellen ligt ongeveer rond de -65mV. Dit spanningsverschil wordt bepaald
door een ongelijke verdeling van ionen (Na+, K+, CL-, Ca2+, negatief geladen eiwitten) tussen het
intracellulaire en extracellulaire compartiment.
De membraanpotentiaal wordt bepaald door 3 factoren:
1. de concentratie van ionen binnen en buiten de cel
2. de membraandoorlaatbaarheid voor de verschillende ionen
3. de activiteit van ionenpompen
In dit filmpje wordt in detail uitgelegd hoe de rustpotentiaal tot stand komt.
,Opdracht rustpotentiaal
B) De celembraan is relatief impermeable for Na+ en Ca2+; door actief transport van deze ionen,
ontstaat er een ongelijke verdeling over het membraan. K+ daarentegen gaat wel gemakkelijk over
het membraan van neuronen. Deze selectieve permeabiliteit draagt bij aan een ongelijke verdeling
van ionen over het membraan, deze individuele evenwichtspotentialen, bepalen tesamen de
uiteindelijk rustpotentiaal.
C) Het actief transport van Na+ en K+ door de Na+/K+ ATPase houdt de ongelijke verdeling over het
membraan in stand en daarmee wordt ook de rustpotentiaal in stand gehouden.
Een actiepotentiaal gaat door de axon doordat het ene naar het
andere Na+ kanaal opengaat. Voltage-gated Na+ kanaal heeft een
inactieve vorm waarbij de influx van Na+ wordt geblokkeerd
tijdens de depolarisatie tot de hyperporalisatie (kanaal dicht).
Kalium kanalen gaan pas open na de natrium kanalen. Als de
natriumkanalen op inactief staan blijven deze open en gaat er met
de concentratiegradient mee +’jes de cel uit (repolarisatie).
Tijdens dit proces zijn er ook Na/K pompen: 3 Na eruit 2 K erin.
→ Absolute refractory period: 1 actiepotentiaal per keer en 1 kant
op.
Opdracht actiepotentiaal
A) Het ontstaan van een actiepotentiaal is afhankelijk van het snel openen van de spannings-
afhankelijke Na+ kanalen. Dit
gebeurt alleen als de
drempelwaarde van -50mV bereikt
wordt. Deze drempelwaarde kan
bereikt worden onder invloed van
voldoende stimulatie (bv activatie
van receptoren) die leiden tot het
openen van ionkanalen en het
induceren van ionstromen waarbij
de rustpotentiaal stijgt
B) ------------------------------------>
,C) Het naderen van een actiepotentiaal langs het axon, zorgt voor een stijging in de
membraanpotentiaal in die regio van het axon; deze stijging leidt vervolgens weer tot het openen
van spanningsafhankelijke Na+ kanalen, en depolarisatie van het membraan, in die regio van het
axon, waardoor de actiepotentiaal verder kan bewegen over het axon.
D) Deze myelineschedes hebben een soort isolerende functie voor het membraan. Op deze plekken
bevinden zich geen ionkanalen. De naderende actiepotentiaal resulteert daar dus niet in het openen
van spannings-afhankelijke Na+kanalen en influx van Na+. Dit gebeurt alleen in de tussenliggende
stukken van het axon (Nodes of Ranvier). De ionen die naar binnen stromen bij zo’n node of Ranvier
verdringen de ionen ter hoogte van de myeline schede richting de volgende node of Ranvier,
waardoor de actiepotentiaal eigenlijk van Node naar Node ‘springt. Dit versnelt het bewegen van de
actiepotentiaal over het axon.
Neurotransmissie – opdracht
A) Actiepotentiaal leidt tot openen van spannings-afhankelijke calcium-kanalen in het zenuwuiteinde.
De hierop volgende influx van calcium-ionen leidt tot het fuseren van vesicles met het celmembraan.
Deze vesicles bevatten neurotransmitters, die dus vrijgelaten worden in de synaptische spleet op het
moment dat de vesicle gefuseerd is met het celmembraan
B) Spatiele summatie is de optelsom van afzonderlijke signalen die vanuit verschillende plekken bij
elkaar komen. Temporele summatie is de optelsom van afzonderlijke signalen die qua tijd kort op
elkaar volgen. In werkelijkheid is deze optelsom een combinatie van deze type summatie en is het
een optelsom van niet alleen stimulerende, maar ook inhiberende, signalen
C) Quantal release is de hoeveelheid neurotransmitter die wordt afgegeven door het fuseren van 1
vesicle. EPSPs en IPSPs zijn kleine veranderingen in membraanpotentiaal in reactie op het openen
van ligand-gated ionkanalen (dus receptoren met/gelinked aan een ionkanaal). EPSPs worden
meestal veroorzaakt door influx van positieve ionen (en zijn dus kleine verhogingen van de
membraanpotentiaal, wat maakt dat de kans op een actiepotentiaal groter wordt (depolarisatie).
IPSPs worden veroorzaakt door efflux van positieve ionen of influx van negatieve ionen en zijn dus
kleine verlagingen van de membraanpotentiaal, wat maakt dat de kans op een actiepotentiaal kleiner
wordt (hyperpolarisatie). Deze IPSPs en EPSPs worden dus vaak veroorzaakt door receptoractivatie
en wanneer de optelsom van individuele IPSPs en EPSPs leidt tot depolarisatie tot de drempelwaarde
(-40mV), zal er een actiepotentiaal gegenereerd worden.
A=
B=
D=
E=
F=
G=
H=
I=
, Werkcollege 1 – opgaven
1.
Concentratieverschil binnen – buiten de cel
Chloride Natrium Kalium Calcium Organische anionen
4-103 = -99 mV 10-142 = -132 150-5 = 145 mV 0,001 - 5 -
mV
FASE: Rustpotentiaal Drempelwaarde Actiepotentiaal Depolarisatie Hyperpolarisatie
Membraanpermeabiliteit
Natrium Dicht Open Open Dicht Dicht
Kalium Open Dicht Dicht Open Open
Membraan potentiaal
-70 mV -55 mV + 40 mV -70 mV -75 mV
2. 1 = mitochondriën: leveren energie
2 = onder invloed van Ca2+-ionen worden synaptische blaasjes
gemobiliseerd
3 = presynaptische auto-receptor (Gi-eiwit): zit bij een kaliumkanaal
waardoor het signaal gestopt kan worden → remmen de afgifte van
neurotransmitters. De neurotransmitters geven een soort negatieve
terugkoppeling. Ze komen terug naar het presynaptische membraan
receptor en deze receptoren hier zorgen voor een remming.
4 = synaptische spleet
5 = post synaptische auto-receptor (neurotransmitter receptor): gaan
open en krijgen de signalen van de neurotransmitters (beïnvloeden de
respons)
6 = Calciumkanaal
7 = Neurotransmitters komen vrij in de synapsspleet
8 = Neurotransmitter heropnamepomp: neurotransmitters uit de synaps
halen. Zodat er geen signalen blijven worden gegeven.
3. EPSP: zorgen voor een actiepotentiaal. De cel wordt minder negatief.
IPSP: remmen een actiepotentiaal. De cel wordt negatiever, er wordt geen signaal doorgegeven
Temporaal: signaal van een synaps/EPSP, het is een optelling van op elkaar volgende prikkels
Spatiele: heb je veel EPSP nodig van verschillende synapsen
4. Drempelwaarde moet bereikt worden om de actiepotentiaal te kunnen geven. Doordat er telkens
kleine signalen komen (impulssummatie) en doordat kanalen telkens open en dicht gaan komt er
uiteindelijk een opstapeling waardoor drempelwaarde wordt bereikt.
Impulssummatie moet zo hoog mogelijk zijn.
Als je geen drempelwaarde hebt kunnen er meerdere actiepotentialen tegelijk plaatsvinden.
Serotonine (5-HT amine)
In het lichaam door tryptofaan (aminozuur + en – kant)
Deze wordt in een vesicle geplaatst door een transporter (VMAT)
De autoreceptor heet 5-HT1A. De receptoren heten 5-HT1 t/m 7: metabotroob behalve 5-HT3
Noradrenaline en dopamine
Via tyrosine (aminozuur) → decarboxylering en groepen toevoegen.
De transporter heet VMAT. De autoreceptor van noradrenaline (alfa-selectief) heet alfa-1 receptor
Re-uptake: NET (noradrenaline) en DAT (dopamine)
