Samenvatting neurofysiologie

Neurofysiologie
HC 1 3-2-2025 (H4)

Membraanpotentialen

Het semi-permeable plasmamembraan

 Membraan bestaat uit fosfolipiden: hydrofiele kop (fosfaatgroep) (klein) en hydrofobe staart
(groot)
 (polaire) hydrofiele stoffen kunnen hydrofobe staat niet zonder hulp passeren (hydrofobe
stoffen kunnen dat wel).

Kopjes gaan naar de buitenkant en binnenkant (daar zit water) en staarten gaan naar elkaar toe
(allebei vet).

Je hebt vooral een hele vette groep bij het membraan staarten veel groter dan de fosfaatgroepen.

Ionen zijn heel erg hydrofiel door de lading kunnen niet door het membraan heen.

Het membraan als barrière

 Het celmembraan scheidt de intracellulaire (ICF) en extracellulaire vloeistof (ECF)
(bloedplasma en interstitiële vloeistof (zit om de cellen heen)).
 Hierdoor kunnen concentratieverschillen/gradiënten ontstaan: essentieel voor prikkelbare
cellen.

Natrium vooral in de ECF en kalium voor in de ICF concentratieverschillen essentieel, want dit
creeërt een concentratiegradiënt waardoor de ionen gaan stromen.

Membraantransport

 Simpele diffusie
 Transport via kanalen (creeëren porie, direct verbinding tussen buitenkant en binnnekant) of
carriers (draaideuren, heb je nooit direct verbinding tussen binnenkant of buitenkant, nooit
tegelijk. Soms met diffusie, maar ook door energie moleculen tegen gradiënt in pompen
(actief transport).

Passief transport:

 Langs gradiënt
 Geen energie nodig
 (gefaciliteerde) diffusie

Actief transport:

 Tegen gradiënt
 Kost (indirect) energie

Ionen niet door het membraan heen, maar wel met behulp van membraaneiwitten deels specifiek,
1 of 2 of 3 ionen doorlaten.

Sommige staan altijd open, andere reageren op stimuli.

Langs elektrochemische gradiënt.

Actief membraantransport

,Primair actief (bijv. Na+-K+ pomp):

 Tegen gradiënt in
 Kost direct energie

ATP bindt aan de carrier.

Secundair actief (bijv. glucose):

 Tegen gradiënt in
 Kost indirect energie doordat natrium met glucose mee (symport) gaat, gebruikt
elektrochemische gradiënt van natrium.
 Afhankelijk van primair actief transport

Membraantransport samenvatting

Transport over membraan dat kan dat kan passief (zonder hulp over membraan, hydrofobe stoffen
(simpele diffusie)).

Je kan ook hulp van eiwitten krijgen passief transport (ionkanalen, carriers (gefaciliteerde diffusie).

Actief direct je gebruikt ATP, of indirect gradiënt gebruiken die al is gecreeërd (eigenlijk altijd
natrium, soms H+).

Iets van buitenaf opnemen membraan van cel gaat vesikel vormen vesiculair transport
exocytose (naar buiten), endocytose (naar binnen) en fagocytose (vorm van endocytose met grote
dingen).

Kanalen

 Ionkanalen zijn essentieel bij neurale communicatie en spiercontracties en beïnvloeden de:
 Rustmembraanpotentiaal (lekkanalen alleen belangrijk, we zitten in rust).
 Variabele- en actiepotentialen (er wordt ergens op gereageerd).

We hebben lekkanalen (membraaneiwit, open verbinding tussen de buitenkant en binnenkant van de
cel, ionen kunnen daar doorheen stromen, poriën, staan altijd open) continu lekken er ionen (wet
van diffusie).

We hebben chemische geactiveerde kanalen gaan dicht en open aan de hand van bepaalde stimuli
(meest belangrijke stimuli, chemische (neurotransmitter bindt aan kanaal, bijv. acetylcholine en dan
gaat het kanaal open)).

We hebben ook spanningsafhankelijke geactiveerde kanalen In principe dicht in rustverandering
in spanning/potentiaal (binnenkant negatief normaal (is dicht), als die positief wordt dan gaat die
open, spanning verandert daar reageert die op).




Rustmembraanpotentiaal

,  Rustmembraanpotentiaal: het spanning/voltage verschil over het celmembraan in rust
(binnenkant en buitenkant) normaal negatief aan de binnenkant en positief aan de
buitenkant.
 Meerdere geladen deeltjes bij betrokken (bepalen dat het -70 mV is de
rustmembraanpotentiaal).
 Na+
 K+
 Cl-
 Ook niet-ionen (vooral eiwitten)
 Bijdrage ionen aan membraanpotentiaal afhankelijk van:
 Lading
 Concentratiegradiënt
 Permeabiliteit = kanalen! (hoeveel lekkanalen heb je, hoe meer lekkanalen hoe
permeabeler).

Voor één ion = evenwichtspotentiaal




Drijvende krachten van ionen

 Bij het evenwichtspotentiaal van een ion zijn de twee drijvende krachten in evenwicht (even
groot).

Of kalium naar binnen of buiten gaat is afhankelijk van de chemische gradiënt (naar buiten) en
elektrische gradiënt (kalium wil naar iets wat negatief is, naar binnen dus).

Natrium elektrische gradiënt (naar binnen) en chemische gradiënt (naar binnen).

Het evenwichtspotentiaal

1. (virtuele) startsituatie: geen kanalen, membraanpotentiaal = -70 mV
2. Alleen K+ lekkanalen: K+ stroomt langs chemische gradiënt (chemische gradiënt > elektrische
gradiënt) de intracellulaire lading wordt steeds negatiever.
3. Intracellulair wordt negatiever zodat elektrische gradiënt= chemische gradiënt.
 Evenwichtspotentiaal = membraanpotentiaal waarbij een ion in evenwicht is (stroom ion cel
in = stroom naar buiten.
 Voor K+ is dat het geval ~ - 90 mV.




Kalium gaat naar buiten als je lekkanalen hebt, dus de chemische gradiënt is groter bij -70 mV dan de
elektrische gradiënt.




Evenwichts/Nernstpotentiaal

,  Evenwichts/Nernstpotentiaal Na+ ~ +60 mV




Natrium stroomt naar binnen membraanpotentiaal wordt eerst minder negatief (tot 0) en daarna
positief als natrium nog meer naar binnen gaat.

Oefenvraag

Wat gebeurt er met het evenwichtspotentiaal van Natrium, als de concentratie van natrium buiten de
cel toeneemt?

A) ENa+ blijft gelijk
B) ENa+ daalt (minder positief)
C) ENa+ stijgt (positiever)

Gevolgen evenwichtspotentiaal

Rustmembraanpotentiaal (~ -70 mV).
Waarom dichter bij K+ dan Na+?

Het evenwichtspotentiaal van een ion laat zien:

 De richting waar een ion heen beweegt bij het opening van kanalen
 Hoe het ion het rustmembraanpotentiaal beïnvloedt

Chemische gradiënt verandert nauwelijks

 Ladingoverschot over membraan is extreem klein, ook tijdens het rustmembraanpotentiaal.
 Als I op de 100.000 K+ ionen naar buiten stroomt, daalt Em van +30 mV naar -70 mV.
 Gevolg: de chemische gradiënt verandert vrijwel niet door het openen van
ionkanalen, omdat een verplaatsing van ionen het membraanpotentiaal verandert,
zodat de ionenstroom stopt.

Onderhouden van het rustmembraanpotentiaal

 De Na+/K+ pomp compenseert lek-stromen: behoudt de gradiënten van K + en Na+

Natrium-kalium pomp heeft geen effect tijdens actiepotentialen speelt vooral een rol in rust om de
gradiënten te behouden.

Kanalen

 Ionkanalen zijn essentieel bij neurale communicatie en beïnvloeden de:
 Rustmembraanpotentiaal
 Variabele- en actiepotentialen

Lekkanalen geen effect tijdens actiepotentiaal vooral een rol in rust.

Chemische en spannings geactiveerde kanalen vooral een rol bij actiepotentialen.



De-, re- en hyperpolarisatie