MD-K 1.3: Zenuwstelsel en Ontwikkeling
Moduledoelen
3: Je legt de anatomie en fysiologie van het zenuwstelsel uit.
16: Je legt de ontwikkeling van de hersenen uit en beschrijft het verschil tussen
nature en nurture.
1. Cellulaire Neurofysiologie & Impulsgeleiding
Het menselijk zenuwstelsel is cellulair opgebouwd uit twee hoofdklassen van cellen: zenuwcellen
(neuronen), die verantwoordelijk zijn voor de elektrische signaaloverdracht, en steuncellen (gliacellen),
die de neuronen fysiologisch, metabool en structureel ondersteunen.
1.1 Structuur van het Neuron: Axonen, Dendrieten en Myeline
Een typisch neuron bestaat uit een cellichaam (soma of perikaryon), dendrieten en een axon:
Cellichaam (Soma): Bevat de celkern (nucleus) en de metabole machinerie (zoals Nissl-substantie,
mitochondriën en het Golgi-apparaat) die noodzakelijk is voor de synthese van eiwitten en
neurotransmitters.
Dendrieten: Sterk vertakte uitlopers van het cellichaam die functioneren als de primaire antenne-
regio's. Zij ontvangen inkomende synaptische signalen (graded potentials) van andere neuronen en
geleiden deze passief (decrementeel) richting het cellichaam.
Axon (Zenuwvezel): Een enkele, lange cilindrische uitloper die actiepotentialen weggeleidt van het
cellichaam naar effectororganen of andere neuronen. Het axon ontspringt bij de axonheuvel (axon
hillock of initial segment). Omdat de axonheuvel de laagste drempelpotentiaal bezit (door een
extreem hoge dichtheid aan voltage-gestuurde Na+-kanalen), is dit de fysiologische locatie waar
actiepotentialen worden gegenereerd. Axonen kunnen collateralen (zijtakken) hebben en eindigen
in synaptische eindknopjes (axon terminals) of varicositeiten (lokale verdikkingen).
De axonen van veel neuronen zijn geïsoleerd met een lipoproteïne-laag genaamd myeline. Myeline
verhoogt de snelheid van de elektrische signaaltransmissie langs het axon met wel 100-voud en
vermindert het energieverbruik van het neuron aanzienlijk. De myeline-isolerende laag is niet continu;
de ruimtes tussen opeenvolgende segmenten waar de axonale membraan direct blootstaat aan de
extracellulaire vloeistof worden de insnoeringen van Ranvier (Nodes of Ranvier) genoemd.
1.2 Steuncellen van het Zenuwstelsel: Oligodendrocyten vs. Cellen van Schwann
De myeline-isolerende schede wordt in de verschillende anatomische divisies van het zenuwstelsel door
specifieke typen gliacellen geproduceerd:
, Kenmerk Cellen van Schwann (PZS) Oligodendrocyten (CZS)
Anatomische ligging Perifeer Zenuwstelsel (PZS) Centraal Zenuwstelsel (CZS) (hersenen en
ruggemerg)
Myelineerpatroon Vormt een individueel myelinesegment om Eén enkele cel kan uitlopers vertakken om
slechts één enkele zenuwvezel (axon). De myeline te vormen om wel 40
Schwann-cel wikkelt zijn eigen celplasma verschillende axonen tegelijkertijd te
en membraan spiraalsgewijs rond een isoleren.
segment van 1 tot 1.5 mm.
Klinische correlatie: Beschadiging van perifere axonen herstelt moeizaam (ca. 1 mm per dag) via de
vorming van een groeikegel (growth cone), geleid door Schwann-cellen. Binnen het CZS herstelt
myelineschade nauwelijks, mede door de complexe architectuur en remmende factoren van
oligodendrocyten.
1.3 Het Actiepotentiaal en Saltatorische Geleiding
De elektrische signaalgeleiding langs een axon is gebaseerd op tijdelijke en snelle veranderingen in de
membraanpotentiaal. Dit fysiologische proces verloopt in vijf opeenvolgende fasen:
1. Rustfase (Rustpotentiaal): De membraanpotentiaal is stabiel op ca. -70 mV. Dit potentiaal wordt
in stand gehouden door de selectieve lekpermeabiliteit voor K+-ionen en de actieve werking van de
Na+/K+-pomp. Zowel de voltage-gestuurde Na+- als K+-kanalen zijn gesloten.
2. Drempelwaarde (Threshold): Wanneer een exciterende stimulus de membraan lokaal
depolariseert tot de drempelpotentiaal (meestal ca. -55 mV), openen de voltage-gestuurde Na+-
kanalen zich snel.
3. Depolarisatiefase: Na het passeren van de drempelwaarde stromen Na+-ionen door de geopende
kanalen massaal de cel binnen, gedreven door zowel de concentratiegradiënt als de elektrische
gradiënt. De membraanpotentiaal schiet omhoog tot ca. +30 mV.
4. Repolarisatiefase: Bij de piek van het actiepotentiaal worden de Na+-kanalen snel geïnactiveerd
(door een inactivatiepoortje). Tegelijkertijd openen de tragere voltage-gestuurde K+-kanalen zich
volledig. K+-ionen stromen de cel uit, waardoor de membraanpotentiaal snel terugkeert richting de
negatieve rustwaarde.
5. Hyperpolarisatiefase (Afterhyperpolarization): Omdat de voltage-gestuurde K+-kanalen relatief
langzaam sluiten, blijft de K+-uitstroom nog kortstondig doorgaan nadat de rustpotentiaal is bereikt.
De membraanpotentiaal daalt hierdoor tijdelijk onder de -70 mV. Zodra de K+-kanalen sluiten,
herstelt de rustpotentiaal zich.
Saltatorische Geleiding (Sprongsgewijze geleiding): In gemyelineerde axonen is de concentratie van
voltage-gestuurde Na+-kanalen in de gemyelineerde segmenten extreem laag, maar zeer hoog in de
knopen van Ranvier. Hierdoor kan het actiepotentiaal niet continu voortstromen, maar hergenereert het
Moduledoelen
3: Je legt de anatomie en fysiologie van het zenuwstelsel uit.
16: Je legt de ontwikkeling van de hersenen uit en beschrijft het verschil tussen
nature en nurture.
1. Cellulaire Neurofysiologie & Impulsgeleiding
Het menselijk zenuwstelsel is cellulair opgebouwd uit twee hoofdklassen van cellen: zenuwcellen
(neuronen), die verantwoordelijk zijn voor de elektrische signaaloverdracht, en steuncellen (gliacellen),
die de neuronen fysiologisch, metabool en structureel ondersteunen.
1.1 Structuur van het Neuron: Axonen, Dendrieten en Myeline
Een typisch neuron bestaat uit een cellichaam (soma of perikaryon), dendrieten en een axon:
Cellichaam (Soma): Bevat de celkern (nucleus) en de metabole machinerie (zoals Nissl-substantie,
mitochondriën en het Golgi-apparaat) die noodzakelijk is voor de synthese van eiwitten en
neurotransmitters.
Dendrieten: Sterk vertakte uitlopers van het cellichaam die functioneren als de primaire antenne-
regio's. Zij ontvangen inkomende synaptische signalen (graded potentials) van andere neuronen en
geleiden deze passief (decrementeel) richting het cellichaam.
Axon (Zenuwvezel): Een enkele, lange cilindrische uitloper die actiepotentialen weggeleidt van het
cellichaam naar effectororganen of andere neuronen. Het axon ontspringt bij de axonheuvel (axon
hillock of initial segment). Omdat de axonheuvel de laagste drempelpotentiaal bezit (door een
extreem hoge dichtheid aan voltage-gestuurde Na+-kanalen), is dit de fysiologische locatie waar
actiepotentialen worden gegenereerd. Axonen kunnen collateralen (zijtakken) hebben en eindigen
in synaptische eindknopjes (axon terminals) of varicositeiten (lokale verdikkingen).
De axonen van veel neuronen zijn geïsoleerd met een lipoproteïne-laag genaamd myeline. Myeline
verhoogt de snelheid van de elektrische signaaltransmissie langs het axon met wel 100-voud en
vermindert het energieverbruik van het neuron aanzienlijk. De myeline-isolerende laag is niet continu;
de ruimtes tussen opeenvolgende segmenten waar de axonale membraan direct blootstaat aan de
extracellulaire vloeistof worden de insnoeringen van Ranvier (Nodes of Ranvier) genoemd.
1.2 Steuncellen van het Zenuwstelsel: Oligodendrocyten vs. Cellen van Schwann
De myeline-isolerende schede wordt in de verschillende anatomische divisies van het zenuwstelsel door
specifieke typen gliacellen geproduceerd:
, Kenmerk Cellen van Schwann (PZS) Oligodendrocyten (CZS)
Anatomische ligging Perifeer Zenuwstelsel (PZS) Centraal Zenuwstelsel (CZS) (hersenen en
ruggemerg)
Myelineerpatroon Vormt een individueel myelinesegment om Eén enkele cel kan uitlopers vertakken om
slechts één enkele zenuwvezel (axon). De myeline te vormen om wel 40
Schwann-cel wikkelt zijn eigen celplasma verschillende axonen tegelijkertijd te
en membraan spiraalsgewijs rond een isoleren.
segment van 1 tot 1.5 mm.
Klinische correlatie: Beschadiging van perifere axonen herstelt moeizaam (ca. 1 mm per dag) via de
vorming van een groeikegel (growth cone), geleid door Schwann-cellen. Binnen het CZS herstelt
myelineschade nauwelijks, mede door de complexe architectuur en remmende factoren van
oligodendrocyten.
1.3 Het Actiepotentiaal en Saltatorische Geleiding
De elektrische signaalgeleiding langs een axon is gebaseerd op tijdelijke en snelle veranderingen in de
membraanpotentiaal. Dit fysiologische proces verloopt in vijf opeenvolgende fasen:
1. Rustfase (Rustpotentiaal): De membraanpotentiaal is stabiel op ca. -70 mV. Dit potentiaal wordt
in stand gehouden door de selectieve lekpermeabiliteit voor K+-ionen en de actieve werking van de
Na+/K+-pomp. Zowel de voltage-gestuurde Na+- als K+-kanalen zijn gesloten.
2. Drempelwaarde (Threshold): Wanneer een exciterende stimulus de membraan lokaal
depolariseert tot de drempelpotentiaal (meestal ca. -55 mV), openen de voltage-gestuurde Na+-
kanalen zich snel.
3. Depolarisatiefase: Na het passeren van de drempelwaarde stromen Na+-ionen door de geopende
kanalen massaal de cel binnen, gedreven door zowel de concentratiegradiënt als de elektrische
gradiënt. De membraanpotentiaal schiet omhoog tot ca. +30 mV.
4. Repolarisatiefase: Bij de piek van het actiepotentiaal worden de Na+-kanalen snel geïnactiveerd
(door een inactivatiepoortje). Tegelijkertijd openen de tragere voltage-gestuurde K+-kanalen zich
volledig. K+-ionen stromen de cel uit, waardoor de membraanpotentiaal snel terugkeert richting de
negatieve rustwaarde.
5. Hyperpolarisatiefase (Afterhyperpolarization): Omdat de voltage-gestuurde K+-kanalen relatief
langzaam sluiten, blijft de K+-uitstroom nog kortstondig doorgaan nadat de rustpotentiaal is bereikt.
De membraanpotentiaal daalt hierdoor tijdelijk onder de -70 mV. Zodra de K+-kanalen sluiten,
herstelt de rustpotentiaal zich.
Saltatorische Geleiding (Sprongsgewijze geleiding): In gemyelineerde axonen is de concentratie van
voltage-gestuurde Na+-kanalen in de gemyelineerde segmenten extreem laag, maar zeer hoog in de
knopen van Ranvier. Hierdoor kan het actiepotentiaal niet continu voortstromen, maar hergenereert het
