GEDRAGSNEUROWETENSCHAPPEN
HOOFDSTUK 3: NEURALE SIGNALEN
ELEKTROFYSIOLOGIE
Alle cellen hebben elektrische spanning over membraan door ongelijke verdeling van elektrisch
geladen deeltjes binnen en buiten de cel
● Exciteerbare cellen = cellen die ook elektrische prikkels kunnen ontvangen& geleiden
○ Domein van de elektrofysiologie: studie van activiteit van exciteerbare cellen
○ Elektrische activiteit (geleiding) = gevolg van stromen van wateroplosbare ionen
door en langs celmembraan (kationen1 en anionen2)
● Ontdekkingen
○ Hodgkin en Huxley: experimenten met reuzenaxonen van pijlinktvis
Bevindingen: elektrische impulsen gevolg van snelle selectieve
veranderingen in doorlaatbaarheid van membraan voor Na+- en K+-ionen
○ Neher en Sakmann: ontwikkeling patch-clamp-techniek
Meten van stromen door een ionenkanaal aan de hand van micropipet met
stroommeter die deel membraan (patch) opzuigt (waarin zich ionenkanaal,
vb. natriumkanaal, bevindt)
○ Faraday: Ontdekt dat in water opgeloste deeltjes in beweging komen als er
elektrische spanning is (en benoemt ze als kationen en anionen)
RUSTMEMBRAANPOTENTIAAL ( ⭤ ACTIEPOTENTIAAL)
● Lichaamsvochten bevatten vele opgeloste ionen
● Celmembraan scheidt twee verschillende wateroplosbare vloeistoffen: intracellulair
cytoplasma en extracellulair weefselvocht
➔ Essentieel verschillend qua samenstelling (verschillende concentraties)
1
Positief geladen ion ⭢ aangetrokken door negatieve ion
2
Negatief geladen ion ⭢ aangetrokken door positieve ion
1
, ➔ Concentratieverschil leidt tot elektrisch potentiaalverschil3 (spanning)
○ Binnenzijde membraan: gezamenlijke concentratie negatiever dan buitenzijde
(K+ en grote organische anionen: sommige eiwitten)
○ Buitenzijde membraan: gezamenlijke concentratie wat positiever dan binnenzijde
(Na+ en Cl-)
● Hierdoor bezitten alle levnde cellen = rustmembraanpotentiaal
o Die bij neuronen -70 mV bedraagt
Drijfkrachten voor beweging ionen doorheen ionenkanalen
● Chemische drijfkracht
○ Concentratiegradiënt; alle opgelaste deeltjes bewegingen zich van hoge naar
lage concentratie in een vloeistof
○ Of Deeltjes diffunderen homogeen over oplossing
● Elektrische drijfkracht
○ Ten gevolgen van een Potentiaalverschil & de aantrekking tussen positieve en
negatieve ionen/ ladingen
● Speciale situatie: geen beweging
○ Chemische drijfkracht ⭤ elektrische drijfkracht (van hoge naar lage concentratie
vs. potentiaalverschil dat kracht uitwerkt naar hoge concentratie)
○ Evenwichtspotentiaal, Nernst4potentiaal = is een elektrische spanning die
nodig is om chemische drijfkracht tegen te werken, en die het gevolg is van een
bepaalde concentratieverschil van ionen in het celmembraan
Vb. Evenwichtspotentiaal kalium is -75mV; indien potentiaalverschil hier in de buurt
komt, weinig tot geen beweging
DEPOLARISATIE EN HYPERPOLARISATIE
Elke cel moet ongelijke verdeling van ionen behouden zodat er een potentiaalverschil blijft
bestaan; essentieel om te overleven
● Alle cellen hebben dit potentiaalverschil, maar enkel exciteerbare cellen gebruiken dit
potentiaal om prikkels te geleiden
3
Wordt voornamelijk veroozaakt door +Na en +Ka en – geladen organische anionen
4
Nernst ontwikkelde vergelijking (obv thermodynamica) om evenwichtspotentiaal te berekenen
2
HOOFDSTUK 3: NEURALE SIGNALEN
ELEKTROFYSIOLOGIE
Alle cellen hebben elektrische spanning over membraan door ongelijke verdeling van elektrisch
geladen deeltjes binnen en buiten de cel
● Exciteerbare cellen = cellen die ook elektrische prikkels kunnen ontvangen& geleiden
○ Domein van de elektrofysiologie: studie van activiteit van exciteerbare cellen
○ Elektrische activiteit (geleiding) = gevolg van stromen van wateroplosbare ionen
door en langs celmembraan (kationen1 en anionen2)
● Ontdekkingen
○ Hodgkin en Huxley: experimenten met reuzenaxonen van pijlinktvis
Bevindingen: elektrische impulsen gevolg van snelle selectieve
veranderingen in doorlaatbaarheid van membraan voor Na+- en K+-ionen
○ Neher en Sakmann: ontwikkeling patch-clamp-techniek
Meten van stromen door een ionenkanaal aan de hand van micropipet met
stroommeter die deel membraan (patch) opzuigt (waarin zich ionenkanaal,
vb. natriumkanaal, bevindt)
○ Faraday: Ontdekt dat in water opgeloste deeltjes in beweging komen als er
elektrische spanning is (en benoemt ze als kationen en anionen)
RUSTMEMBRAANPOTENTIAAL ( ⭤ ACTIEPOTENTIAAL)
● Lichaamsvochten bevatten vele opgeloste ionen
● Celmembraan scheidt twee verschillende wateroplosbare vloeistoffen: intracellulair
cytoplasma en extracellulair weefselvocht
➔ Essentieel verschillend qua samenstelling (verschillende concentraties)
1
Positief geladen ion ⭢ aangetrokken door negatieve ion
2
Negatief geladen ion ⭢ aangetrokken door positieve ion
1
, ➔ Concentratieverschil leidt tot elektrisch potentiaalverschil3 (spanning)
○ Binnenzijde membraan: gezamenlijke concentratie negatiever dan buitenzijde
(K+ en grote organische anionen: sommige eiwitten)
○ Buitenzijde membraan: gezamenlijke concentratie wat positiever dan binnenzijde
(Na+ en Cl-)
● Hierdoor bezitten alle levnde cellen = rustmembraanpotentiaal
o Die bij neuronen -70 mV bedraagt
Drijfkrachten voor beweging ionen doorheen ionenkanalen
● Chemische drijfkracht
○ Concentratiegradiënt; alle opgelaste deeltjes bewegingen zich van hoge naar
lage concentratie in een vloeistof
○ Of Deeltjes diffunderen homogeen over oplossing
● Elektrische drijfkracht
○ Ten gevolgen van een Potentiaalverschil & de aantrekking tussen positieve en
negatieve ionen/ ladingen
● Speciale situatie: geen beweging
○ Chemische drijfkracht ⭤ elektrische drijfkracht (van hoge naar lage concentratie
vs. potentiaalverschil dat kracht uitwerkt naar hoge concentratie)
○ Evenwichtspotentiaal, Nernst4potentiaal = is een elektrische spanning die
nodig is om chemische drijfkracht tegen te werken, en die het gevolg is van een
bepaalde concentratieverschil van ionen in het celmembraan
Vb. Evenwichtspotentiaal kalium is -75mV; indien potentiaalverschil hier in de buurt
komt, weinig tot geen beweging
DEPOLARISATIE EN HYPERPOLARISATIE
Elke cel moet ongelijke verdeling van ionen behouden zodat er een potentiaalverschil blijft
bestaan; essentieel om te overleven
● Alle cellen hebben dit potentiaalverschil, maar enkel exciteerbare cellen gebruiken dit
potentiaal om prikkels te geleiden
3
Wordt voornamelijk veroozaakt door +Na en +Ka en – geladen organische anionen
4
Nernst ontwikkelde vergelijking (obv thermodynamica) om evenwichtspotentiaal te berekenen
2
