NEUROBIOLOGIE
INTRODUCTIE
OORSPRONG VAN NEUROWETENSCHAPPEN
❖ Prehistorische voorouders
“hersenen = essentieel voor het leven”
❖ Schedel operaties
Bewijs = trepanatie (schedelboring, overleefd)
Schedels tonen teken van genezing
❖ Visie Oude Egypte
“heart = seat of soul and memory”
❖ Visie hersenen in Romeins Rijk (dissecties)
Visie Griekse arts Galen:
o Cerebrum
o Cerebellum
o Ventrikels = holtes met vloeistof, verbonden met zenuwkoord
❖ Visie hersenen in Renaissance
Hersenen = machine
Dissectie door Andreas Vesalius (1514-1564)
Vloeistofmechanische theorie van hersenfunctie
Filosofisch geest-brein probleem
René Descartes (1596-1650)
❖ Visie hersenen in 17e – 18e eeuw
Grijze en witte stof (via staining van dissectie ontdekt)
o Wit = axonen, myelineschedes (= wit), supporting cells…
o Grijs = cellichamen van neuronen, gliacellen, bloedvezels (voeden hersenen),…
o 10x meer cellen dan neuronen in brein
▪ Want veel verschillende soorten cellen: gliacellen, myeline cellen, microglia
(immuuncellen v/h brein)…
o in hersenen: grijs buitenkant, wit binnenkant
o in ruggengraat: wit buitenkant, grijs binnenkant (butterfly shape)
❖ Visie hersenen in 19e eeuw
Centraal zenuwstelsel: hersenen + ruggengraat (CNS)
Perifeer zenuwstelsel: netwerk van zenuwen door heen lichaam
Ondervinding dat zenuwen te maken hebben met elektriciteit
o Experimenten van Galvani (1737-1798)
▪ Elektrische lading op zenuwen kikker → spieren trekken samen
Bell en Magendie: dorsale (sensorische vezels) en ventrale (motorvezels)
roots dragen informatie in omgekeerde richting
❖ Functies in hersenen
Paul Broca (1824-1880)
o Ontdekking spraakcentrum: deel hersenen v/e man was beschadigd →
kon enkel niet meer spreken = beschadigd spraakgedeelte
Studie adhv dieren
o Bv. elke snorhaar v/e rat apart verbonden met hersenen
NEUROWETENSCHAPPEN: VANDAAG
- Levels van analyse (hoe hoger, hoe ingewikkelder)
Moleculair
Cellulair
Systemen
Gedrag
Cognitief
1
,ANATOMIE
- Cranium (schedel)
- Cerebellum
- Cerebrum
- Hersenstam
- Ruggengraat
- Ventrikels
❖ 3 membranen
Dura mater
o Dik, niet-elastisch, langs binnenkant schedel, bestaande uit 2 lagen om sinussen te
vormen voor doorgang van veneus bloed
Arachnoid
o Onder dura mater, subarachnoide holte (cisterna) gevuld met cerebrospinal vloeistof
Pia mater
o Vasculair membraan, bestaande uit bloedvaten
❖ Hersenstam
o Loopt over in ruggengraat
o Reguleert lichaamsfuncties, stuurt informatie door tussen hersenen en ruggengraat
Midbrain
o Belangrijkste motortoevoer naar spieren voor oogbeweging + informatie doorgeven voor sommige
visuele/auditieve reflexen
Pons
o Massa van zenuwvezels = brug tussen medulla en midbrain
o Gezichts sensation en beweging
Medulla
o Basis hersenstam
o Stuurt veel mechanismen aan (hartritme, bloeddruk, ademen…)
STOORNISSEN
2
, NEURONEN EN GLIA
INTRODUCTIE
❖ Glia
Set van celtypes
Isoleert, support en voedt neuronen
o Bv. door middel van myelineschedes
10x meer glia (cellen) dan neuronen
❖ Neuronen
Processen van informatie
Communicatie met andere neuronen
Zorgt voor body respons
1011 neuronen in menselijk brein
LEER VAN NEURONEN
❖ Histologie
Studie van weefselstructuur
Staining van cellichamen → moeilijk om dendrieten te volgen
(lang/dun)
❖ Golgi-stain (door Mr. Golgi) toont 2 delen van neuronen:
Neuronale cellichamen
Neurieten: axonen en dendrieten
❖ Cajal’s bijdrage
Tekeningen axonen etc. via microscopie
o Axonen vanuit ruggengraat die elkaar doorkuisen
o Axonen in brein liggen mooi in lagen
❖ Theorie werking neuronen
1. Neuronen is een structureel en functioneel unit van het zenuwstelsel
2. Neuronen zijn individuele cellen, niet continu met andere neuronen
3. Bestaande uit 3 delen: dendrieten, soma (cellichaam) en axonen
o Axonen arborizeren op uiteinde om contact te maken met dendrieten/soma van andere neuronen
4. Conductie van dendrieten richting soma richting arborizations van de axonen
THE PROTOTYPICAL NEURON
- Neuron met celorganellen
- In axonen vooral neurofilamenten (skeletale structuren) met errond myelineschedes
- Dendrieten ontvangen input van andere neuronen/…
- Cellichaam produceert neurotransmitters in een vesikel die via axon naar synaps
migreert
❖ Het neuronaal membraan
Afsluiten van cytoplasma (zoals in gewone cel)
+ 5 nm dik
Eiwitconcentratie in membraan varieert
Structuur beïnvloedt neuronale functie
❖ Cytoskelet
Niet statisch
Internal scaffolding van neuronaal membraan
3 “bones”:
o Microtubuli
o Micorfilamenten
o Neurofilamenten (meestal dit) → soort intermediaire filamenten
3
,❖ Axon
Axon hillock (begin)
Axon proper (middel)
Axon terminal (eind)
❖ Verschil axon en soma
ER niet in axonen
Eiwitsamenstelling uniek
❖ Diameter:
1 – 25 µm bij de mens
1 mm bij inktvis
o Geen myelineschedes
Vergelijk met 7 – 10 µm eurkaryote cel
❖ Lengte: kan tot 1 meter
❖ Axon terminal
Verschil cytoplasma in axon en axon terminal
o Geen microtubuli in terminal
o Synaptische vesikels in terminal
o Veel membraanproteinen in terminal
o Veel mitochondria in terminal
❖ Synaps
Op einde van een axon terminal met volgende dendrieten
Pre- en postsynaptische axon terminals met ertussen een synaptic cleft
Elektrical-to-chemical-to-electrical transformation
Vesikels met neurotransmitters erin smelten samen met membraan → °release van neurotransmitters =
exocytose
o Pre gaat vesikel heropnemen voor recyclage
o Vesikel altijd zelfde grootte en zelfde aantal NT’s
▪ Vesikels = een unit
Disfunctioning = mentale stoornis
❖ Axoplasmic transport
Microtubuli met kinesines transporteren vesikels doorheen axon naar synaps
- Fluorescente microscopie dmv fluorochroom: calcium flashes en mitochondria
detecteren
Transport in neuronen bestuderen
(mitochondria bewegen ook via transport, men weet niet waarom)
❖ Neuronale input en output regio’s zijn gescheiden
Input = dendrieten
Output = action potential
CLASSIFICATIE NEURONEN
❖ o.b.v. aantal neurieten (via microscopie)
Eén neuriet
o Unipolair
Twee of meer neurieten
o Bipolair
o Multipolair
❖ Dendrieten
“Antennes” van neuronen
Dendritische boom
Synaps – receptors
Dendritische spines
o Postsynaptisch (ontvangt signaal van axon terminal)
4
,❖ Classificatie obv dendritische of somatische morfologie
Stellate cells en pyramidal cells
Spiny or aspinous
❖ Verdere classificaties
Door connecties binnenin het CZS
o Primary sensory neurons (verbonden met sensory organs, bv.vanaf
vingertop naar ruggengraat), verbonden met:
o Interneuronen, verbonden met:
o Motor neuronen
Volgens axonale lengte
o Golgi Type I
o Golgi Type II
Volgens neurotransmitter type
o Bv. acetylcholine = NT dat van neuron naar andere neuron/… gaat
▪ Neuron maakt meestal enkel 1 soort NT aan
KEY POINTS
- Neuronen in hersenen zijn sterk met elkaar verbonden
- De complexiteit van de onderlinge verbindingen is een basis van complex, nauwkeurig afgestemd gedrag
- Het all-or-none actiepotentiaal voert het signaal van het neuron door het axon naar de synapsen
Genereren altijd dezelfde piek (zie verder)
- Chemische transmissie bij de synaps is de basis van graduele niveaus van communicatie tussen neuronen
- Het proces van release van synaptische vesikels omvat een groot aantal op elkaar inwerkende eiwitten
- Het grote aantal eiwitten zorgt voor talrijke punten voor de regeling van de modulatie van de synaptische functie
van de presynaptische zijde
- Het vrijkomen van vesikels is een specifiek geval van het meer algemene proces van vesiculair budding uit
cellulaire organellen en van exocytose
GLIA
❖ Functie
Support van neuronale functies
❖ Astrocyten (groen op foto)
Meest voorkomend glia celtype
Vult plaats op tussen neuronen
Beïnvloeden neurietengroei
Reguleren chemische opbouw van extracellulaire ruimte
❖ Myelating Glia
Oligodendroglia (in CZS)
o Bijdrage aan verschillende neuronen
Schwann cells (in PZS)
o Aan slechts één neuron
Isoleren axonen via myeline (groen op onderste foto)
o Winden zich rond axonen met gaps ertussen (knopen van
Ranvier)
o Elektrisch signaal isoleren (zie verder) → °hogere snelheid
o Myeline = zorgt voor witte kleur de witte stof
5
,❖ Andere non-neuronale cellen (behorend tot glia)
Microglia = immuuncellen van hersenen
o Neuronophagia = degenerating neurons
o Microglial nodules = clusters microglia
Cytokines die immuuncellen triggeren
RESTING POTENTIAL: NEURONALE MEMBRANEN IN RUST
- Actiepotentiaal in het zenuwstelsel
Bv. als je ergens op trapt: begint via sensor- en motor neuron axon naar ruggengraat naar hersenen
CHEMISCHE COMPONENTEN
❖ Water
Polair
= solvent!
❖ Ionen
Kationen en anionen
Hydratatie
KANALEN EN POMPEN
❖ Kanaaleiwitten
GEEN gat in membraan
Laten bv. specifiek ion door of niet (polair/apolair)
Open/gesloten
In beide richtingen
❖ Ionenpompen
Energie (ATP) nodig
BEWEGING VAN IONEN
- Diffusie
Ionen vloeien naar een evenwicht in een medium
o In cel NIET zo → gereguleerd
▪ Kanalen permeabel voor specifieke ionen
▪ Concentratiegradiënt doorheen membraan
- Elektrisch veld
Beïnvloedt ionbeweging ook
(Zie dia voor eventueel meer)
RESTING MEMBRANE POTENTIAL
- Voltage celmembraan van cellichaam meten via microelektrode → erin prikken via glaselektrode
- Batchclamping = stuk membraan uitzuigen en zo bv. gedrag v/e kanaal bestuderen
- -65mV
❖ Equilibrium Potential (Eion)
Geen netto verplaatsing van ionen als er een fosfolipide membraan tussen zit
Als je een kalium (kation) kanaal opent zal het naar een evenwicht gaan van K + (kalium
naar buiten)
o Negatieve lading langs binnenkant cel → °elektrisch membraanpotentiaal
o Kan ook met bv. Natrium → komt naar binnen
o (Zie verder voor meer uitleg)
o The Nernst Equation → exacte waarde equilibrium potential voor elk ion in mV
Belangrijk:
o Grote voltage veranderingen door minuscule veranderingen in ionenconcentraties
o Verschil in lading binnen- en buitenkant cel
o Snelheid beweging ionen doorheen membraan:
▪ Proportioneel Vm - Eion
6
, ❖ Distributie ionen doorheen membraan:
K+ meer in cel
o Kanaal openen = K naar buiten (kation) → °binnenkant negatiever
Na+ en Ca2+ meer uit cel
o Kanaal openen = bv. Na naar binnen (kation) → °binnenkant positiever
o Calcium in micromolair
TOTAAL: -65 mV
Membraanpotentiaal met chemische en elektrische gradiënt
POMPEN
❖ Natrium-Kaliumpomp
ATP wordt afgebroken als Na aanwezig is
Actief transport → structuurwijziging
❖ Calciumpomp
Actief transport → structuurwijziging
❖ Pompen herstabiliseren tot homeostase
NATRIUM-KALIUMPOMP
1) Binding Na+
2) ATP → conformatieverandering
3) Pomp opent naar buiten om Na+ vrij te laten
4) Ka+ in ruil naar binnen
5) Conformatieverandering om naar binnen terug open te gaan
6) Ka+ binnen
VERGELIJKING PASSIEF EN ACTIEF TRANSPORT
➔ Iets dat lipofiel is kan gewoon doorheen celmembraan diffunderen
- Relatieve ionenpermeabiliteit van het membraan in rust
Neuronen zijn permeabel voor meer dan 1 type ion
Membraanpermeabiliteit bepaalt membraanpotentiaal
Goldman vergelijking
o Houdt rekening met permeabiliteit van membraan voor verschillende ionen
Selectieve permeabiliteit van kalium kanalen = key determinant voor membraanpotentiaal in rust
7
INTRODUCTIE
OORSPRONG VAN NEUROWETENSCHAPPEN
❖ Prehistorische voorouders
“hersenen = essentieel voor het leven”
❖ Schedel operaties
Bewijs = trepanatie (schedelboring, overleefd)
Schedels tonen teken van genezing
❖ Visie Oude Egypte
“heart = seat of soul and memory”
❖ Visie hersenen in Romeins Rijk (dissecties)
Visie Griekse arts Galen:
o Cerebrum
o Cerebellum
o Ventrikels = holtes met vloeistof, verbonden met zenuwkoord
❖ Visie hersenen in Renaissance
Hersenen = machine
Dissectie door Andreas Vesalius (1514-1564)
Vloeistofmechanische theorie van hersenfunctie
Filosofisch geest-brein probleem
René Descartes (1596-1650)
❖ Visie hersenen in 17e – 18e eeuw
Grijze en witte stof (via staining van dissectie ontdekt)
o Wit = axonen, myelineschedes (= wit), supporting cells…
o Grijs = cellichamen van neuronen, gliacellen, bloedvezels (voeden hersenen),…
o 10x meer cellen dan neuronen in brein
▪ Want veel verschillende soorten cellen: gliacellen, myeline cellen, microglia
(immuuncellen v/h brein)…
o in hersenen: grijs buitenkant, wit binnenkant
o in ruggengraat: wit buitenkant, grijs binnenkant (butterfly shape)
❖ Visie hersenen in 19e eeuw
Centraal zenuwstelsel: hersenen + ruggengraat (CNS)
Perifeer zenuwstelsel: netwerk van zenuwen door heen lichaam
Ondervinding dat zenuwen te maken hebben met elektriciteit
o Experimenten van Galvani (1737-1798)
▪ Elektrische lading op zenuwen kikker → spieren trekken samen
Bell en Magendie: dorsale (sensorische vezels) en ventrale (motorvezels)
roots dragen informatie in omgekeerde richting
❖ Functies in hersenen
Paul Broca (1824-1880)
o Ontdekking spraakcentrum: deel hersenen v/e man was beschadigd →
kon enkel niet meer spreken = beschadigd spraakgedeelte
Studie adhv dieren
o Bv. elke snorhaar v/e rat apart verbonden met hersenen
NEUROWETENSCHAPPEN: VANDAAG
- Levels van analyse (hoe hoger, hoe ingewikkelder)
Moleculair
Cellulair
Systemen
Gedrag
Cognitief
1
,ANATOMIE
- Cranium (schedel)
- Cerebellum
- Cerebrum
- Hersenstam
- Ruggengraat
- Ventrikels
❖ 3 membranen
Dura mater
o Dik, niet-elastisch, langs binnenkant schedel, bestaande uit 2 lagen om sinussen te
vormen voor doorgang van veneus bloed
Arachnoid
o Onder dura mater, subarachnoide holte (cisterna) gevuld met cerebrospinal vloeistof
Pia mater
o Vasculair membraan, bestaande uit bloedvaten
❖ Hersenstam
o Loopt over in ruggengraat
o Reguleert lichaamsfuncties, stuurt informatie door tussen hersenen en ruggengraat
Midbrain
o Belangrijkste motortoevoer naar spieren voor oogbeweging + informatie doorgeven voor sommige
visuele/auditieve reflexen
Pons
o Massa van zenuwvezels = brug tussen medulla en midbrain
o Gezichts sensation en beweging
Medulla
o Basis hersenstam
o Stuurt veel mechanismen aan (hartritme, bloeddruk, ademen…)
STOORNISSEN
2
, NEURONEN EN GLIA
INTRODUCTIE
❖ Glia
Set van celtypes
Isoleert, support en voedt neuronen
o Bv. door middel van myelineschedes
10x meer glia (cellen) dan neuronen
❖ Neuronen
Processen van informatie
Communicatie met andere neuronen
Zorgt voor body respons
1011 neuronen in menselijk brein
LEER VAN NEURONEN
❖ Histologie
Studie van weefselstructuur
Staining van cellichamen → moeilijk om dendrieten te volgen
(lang/dun)
❖ Golgi-stain (door Mr. Golgi) toont 2 delen van neuronen:
Neuronale cellichamen
Neurieten: axonen en dendrieten
❖ Cajal’s bijdrage
Tekeningen axonen etc. via microscopie
o Axonen vanuit ruggengraat die elkaar doorkuisen
o Axonen in brein liggen mooi in lagen
❖ Theorie werking neuronen
1. Neuronen is een structureel en functioneel unit van het zenuwstelsel
2. Neuronen zijn individuele cellen, niet continu met andere neuronen
3. Bestaande uit 3 delen: dendrieten, soma (cellichaam) en axonen
o Axonen arborizeren op uiteinde om contact te maken met dendrieten/soma van andere neuronen
4. Conductie van dendrieten richting soma richting arborizations van de axonen
THE PROTOTYPICAL NEURON
- Neuron met celorganellen
- In axonen vooral neurofilamenten (skeletale structuren) met errond myelineschedes
- Dendrieten ontvangen input van andere neuronen/…
- Cellichaam produceert neurotransmitters in een vesikel die via axon naar synaps
migreert
❖ Het neuronaal membraan
Afsluiten van cytoplasma (zoals in gewone cel)
+ 5 nm dik
Eiwitconcentratie in membraan varieert
Structuur beïnvloedt neuronale functie
❖ Cytoskelet
Niet statisch
Internal scaffolding van neuronaal membraan
3 “bones”:
o Microtubuli
o Micorfilamenten
o Neurofilamenten (meestal dit) → soort intermediaire filamenten
3
,❖ Axon
Axon hillock (begin)
Axon proper (middel)
Axon terminal (eind)
❖ Verschil axon en soma
ER niet in axonen
Eiwitsamenstelling uniek
❖ Diameter:
1 – 25 µm bij de mens
1 mm bij inktvis
o Geen myelineschedes
Vergelijk met 7 – 10 µm eurkaryote cel
❖ Lengte: kan tot 1 meter
❖ Axon terminal
Verschil cytoplasma in axon en axon terminal
o Geen microtubuli in terminal
o Synaptische vesikels in terminal
o Veel membraanproteinen in terminal
o Veel mitochondria in terminal
❖ Synaps
Op einde van een axon terminal met volgende dendrieten
Pre- en postsynaptische axon terminals met ertussen een synaptic cleft
Elektrical-to-chemical-to-electrical transformation
Vesikels met neurotransmitters erin smelten samen met membraan → °release van neurotransmitters =
exocytose
o Pre gaat vesikel heropnemen voor recyclage
o Vesikel altijd zelfde grootte en zelfde aantal NT’s
▪ Vesikels = een unit
Disfunctioning = mentale stoornis
❖ Axoplasmic transport
Microtubuli met kinesines transporteren vesikels doorheen axon naar synaps
- Fluorescente microscopie dmv fluorochroom: calcium flashes en mitochondria
detecteren
Transport in neuronen bestuderen
(mitochondria bewegen ook via transport, men weet niet waarom)
❖ Neuronale input en output regio’s zijn gescheiden
Input = dendrieten
Output = action potential
CLASSIFICATIE NEURONEN
❖ o.b.v. aantal neurieten (via microscopie)
Eén neuriet
o Unipolair
Twee of meer neurieten
o Bipolair
o Multipolair
❖ Dendrieten
“Antennes” van neuronen
Dendritische boom
Synaps – receptors
Dendritische spines
o Postsynaptisch (ontvangt signaal van axon terminal)
4
,❖ Classificatie obv dendritische of somatische morfologie
Stellate cells en pyramidal cells
Spiny or aspinous
❖ Verdere classificaties
Door connecties binnenin het CZS
o Primary sensory neurons (verbonden met sensory organs, bv.vanaf
vingertop naar ruggengraat), verbonden met:
o Interneuronen, verbonden met:
o Motor neuronen
Volgens axonale lengte
o Golgi Type I
o Golgi Type II
Volgens neurotransmitter type
o Bv. acetylcholine = NT dat van neuron naar andere neuron/… gaat
▪ Neuron maakt meestal enkel 1 soort NT aan
KEY POINTS
- Neuronen in hersenen zijn sterk met elkaar verbonden
- De complexiteit van de onderlinge verbindingen is een basis van complex, nauwkeurig afgestemd gedrag
- Het all-or-none actiepotentiaal voert het signaal van het neuron door het axon naar de synapsen
Genereren altijd dezelfde piek (zie verder)
- Chemische transmissie bij de synaps is de basis van graduele niveaus van communicatie tussen neuronen
- Het proces van release van synaptische vesikels omvat een groot aantal op elkaar inwerkende eiwitten
- Het grote aantal eiwitten zorgt voor talrijke punten voor de regeling van de modulatie van de synaptische functie
van de presynaptische zijde
- Het vrijkomen van vesikels is een specifiek geval van het meer algemene proces van vesiculair budding uit
cellulaire organellen en van exocytose
GLIA
❖ Functie
Support van neuronale functies
❖ Astrocyten (groen op foto)
Meest voorkomend glia celtype
Vult plaats op tussen neuronen
Beïnvloeden neurietengroei
Reguleren chemische opbouw van extracellulaire ruimte
❖ Myelating Glia
Oligodendroglia (in CZS)
o Bijdrage aan verschillende neuronen
Schwann cells (in PZS)
o Aan slechts één neuron
Isoleren axonen via myeline (groen op onderste foto)
o Winden zich rond axonen met gaps ertussen (knopen van
Ranvier)
o Elektrisch signaal isoleren (zie verder) → °hogere snelheid
o Myeline = zorgt voor witte kleur de witte stof
5
,❖ Andere non-neuronale cellen (behorend tot glia)
Microglia = immuuncellen van hersenen
o Neuronophagia = degenerating neurons
o Microglial nodules = clusters microglia
Cytokines die immuuncellen triggeren
RESTING POTENTIAL: NEURONALE MEMBRANEN IN RUST
- Actiepotentiaal in het zenuwstelsel
Bv. als je ergens op trapt: begint via sensor- en motor neuron axon naar ruggengraat naar hersenen
CHEMISCHE COMPONENTEN
❖ Water
Polair
= solvent!
❖ Ionen
Kationen en anionen
Hydratatie
KANALEN EN POMPEN
❖ Kanaaleiwitten
GEEN gat in membraan
Laten bv. specifiek ion door of niet (polair/apolair)
Open/gesloten
In beide richtingen
❖ Ionenpompen
Energie (ATP) nodig
BEWEGING VAN IONEN
- Diffusie
Ionen vloeien naar een evenwicht in een medium
o In cel NIET zo → gereguleerd
▪ Kanalen permeabel voor specifieke ionen
▪ Concentratiegradiënt doorheen membraan
- Elektrisch veld
Beïnvloedt ionbeweging ook
(Zie dia voor eventueel meer)
RESTING MEMBRANE POTENTIAL
- Voltage celmembraan van cellichaam meten via microelektrode → erin prikken via glaselektrode
- Batchclamping = stuk membraan uitzuigen en zo bv. gedrag v/e kanaal bestuderen
- -65mV
❖ Equilibrium Potential (Eion)
Geen netto verplaatsing van ionen als er een fosfolipide membraan tussen zit
Als je een kalium (kation) kanaal opent zal het naar een evenwicht gaan van K + (kalium
naar buiten)
o Negatieve lading langs binnenkant cel → °elektrisch membraanpotentiaal
o Kan ook met bv. Natrium → komt naar binnen
o (Zie verder voor meer uitleg)
o The Nernst Equation → exacte waarde equilibrium potential voor elk ion in mV
Belangrijk:
o Grote voltage veranderingen door minuscule veranderingen in ionenconcentraties
o Verschil in lading binnen- en buitenkant cel
o Snelheid beweging ionen doorheen membraan:
▪ Proportioneel Vm - Eion
6
, ❖ Distributie ionen doorheen membraan:
K+ meer in cel
o Kanaal openen = K naar buiten (kation) → °binnenkant negatiever
Na+ en Ca2+ meer uit cel
o Kanaal openen = bv. Na naar binnen (kation) → °binnenkant positiever
o Calcium in micromolair
TOTAAL: -65 mV
Membraanpotentiaal met chemische en elektrische gradiënt
POMPEN
❖ Natrium-Kaliumpomp
ATP wordt afgebroken als Na aanwezig is
Actief transport → structuurwijziging
❖ Calciumpomp
Actief transport → structuurwijziging
❖ Pompen herstabiliseren tot homeostase
NATRIUM-KALIUMPOMP
1) Binding Na+
2) ATP → conformatieverandering
3) Pomp opent naar buiten om Na+ vrij te laten
4) Ka+ in ruil naar binnen
5) Conformatieverandering om naar binnen terug open te gaan
6) Ka+ binnen
VERGELIJKING PASSIEF EN ACTIEF TRANSPORT
➔ Iets dat lipofiel is kan gewoon doorheen celmembraan diffunderen
- Relatieve ionenpermeabiliteit van het membraan in rust
Neuronen zijn permeabel voor meer dan 1 type ion
Membraanpermeabiliteit bepaalt membraanpotentiaal
Goldman vergelijking
o Houdt rekening met permeabiliteit van membraan voor verschillende ionen
Selectieve permeabiliteit van kalium kanalen = key determinant voor membraanpotentiaal in rust
7
