Neurofysiologie samenvatting
HC1 | De membraanpotenti aal
Alle cellen zijn omgeven door een membraan. Deze bestaat uit een dubbele
lipidelaag.
- Hydrofiele koppen -> naar buiten gericht
- Hydrofobe staarten -> naar binnen gericht
Ionen diffunderen door watergevulde poriën. Om ionen komt een soort ‘waterzak’
waardoor de ionen niet zelf door mebraan heen kunnen.
Membraantransport
- Vetoplosbare stoffen -> kunnen direct door membraan heen
- Wateroplosbare stoffen -> moeten door kanaal in lipidelaag
Drijvende kracht door membraan
- Elektrisch drijvende kracht -> als binnenkant cel negatief geladen is,
worden positieve deeltjes aangetrokken en vice versa
- Chemisch drijvende kracht -> bij een hoge concentratie ionen binnenkant
cel, willen deze ionen juist naar buiten
Krachten werken elkaar dus tegen
Ionkanalen
- Non-gated -> lekkanalen, altijd open
- Gated
o Spanningsafhankelijk -> openen onder invloed van
spanningsverschil veroorzaakt door ionen
o Transmitter-geactiveerd -> kanalen openen door neurotransmitter
binding
o 2nd messenger geactiveerd
o Mechanisch geactiveerd
Meten membraanpotentiaal
Je meet de binnenkant t.o.v. de buitenkant
- Rustpotentiaal = -70mV
- Depolarisatie -> membraan wordt minder negatief
- Repolarisatie -> membraan gaat terug naar rustpotentiaal
- Hyperpolarisatie -> membraan wordt negatiever
EXTRACELLULAIR INTRACELLULAIR
NA+ 117 30
K+ 3 90
CL+ 120 4
NEGATIEF GELADEN 0 116
EIWITTEN (A)
Kalium gaat cel uit door concentratieverschil, kalium gaat cel in door lading
- Evenwichtspotentiaal = -90mV
Natrium gaat cel in door concentratieverschil, natrium gaat cel in door lading
- Evenwichtspotentiaal = +40mv
Chloride gaat cel uit door concentratieverschil, chloride gaat cel in door lading
- Evenwichtspotentiaal = -70mV
Kation -> positief geladen ion, zoals natrium
,Anion -> negatief geladen ion, zoals chloride
Evenwichtspotentiaal geldt voor één ion
Rustpotentiaal geldt voor heel membraan
Nernstvergelijking
Voor berekenen evenwichtspotentiaal
RT [ X ]o
E x= ln
zF [ X ] i
Voor berekenen monovalent kation bij 37 graden
[ X ]o
E x =61 log
[ X ]i
Er zijn meer kalium dan natrium lekkanalen. Hierdoor ligt de
evenwichtspotentiaal van kalium dichter bij de rustpotentiaal dan die van
natrium.
Goldman-Hodgkin-Katz vergelijking
Voor berekenen membraanpotentiaal
P = permeabiliteit, mate voor aantal lekkanalen
Bij een Vrust van -70mV is er continu lek van Na+ en K+ kanalen
Actieve Na+/K+ pomp
- Na+ concentratie is hoger buiten de cel
- K+ concentratie is hoger binnen de cel
- Na+/K+ pompen behouden de concentratiegradiënten van Na + en K+ over
het membraan door.
o 3 natrium gaat de cel uit en 2 kalium gaat de cel in. Dit gaat tegen
de gradiënt, dus kost ATP.
- Compenseert lekstromen -> handhaaft
- Bij hogere concentratie natrium in de cel gaan de pompen tijdelijk harder
werken
De evenwichtspotentiaal van chloride ligt erg dicht bij de rustpotentiaal. Hierdoor
kan chloride de rustpotentiaal stabiliseren. Chloride heeft geen pompen, dus
alleen secundair actief transport speelt een rol bij chloride.
Actiepotentiaal
1. Rustfase
o Na+ en K+ poorten gesloten
2. Drempelwaarde
o Stimulus opent Na+ poorten. Hierdoor wordt de rustpotentiaal
positiever wat zorgt voor depolarisatie.
3. Depolarisatie
o Door stimulering openen extra Na+ poorten. Na+ poorten steken
elkaar aan. Bij het openen van de ene opent, naarmate het
membraan positiever wordt, het volgende Na + kanaal.
4. Repolarisatie
o Na+ poorten sluiten, K+ poorten openen en rustpotentiaal wordt
negatiever.
, 5. Hyperpolarisatie
o K+ poorten sluiten te langzaam en rustpotentiaal wordt nog
negatiever.
Bij een actiepotentiaal zijn geen lekkanalen, maar spanningsafhankelijke kanalen
aan het werk. Spanningsafhankelijke Na + kanalen openen zich sneller dan
spanningsafhankelijke K+ kanalen.
Toxine tegen spanningsafhankelijke Na+ kanalen -> tetrodotoxine (TTX)
- Blokkeert natriumstroom waardoor er geen actiepotentiaal kan ontstaan
Refractaire periode
Na een actiepotentiaal lukt het niet om nog een actiepotentiaal op te wekken.
Een kanaal kan niet geopend worden totdat de repolarisatie voorbij is. Er zijn nog
te veel natriumkanalen inactief. Wanneer het membraan niet volledig zou
repolariseren, blijven de natriumkanalen inactief.
Drempel
Bij te weinig instroom van natrium wordt de drempel niet bereikt. De natrium
influx moet namelijk groter zijn dan de kalium efflux.
Een actiepotentiaal schiet voorbij de drempel wanneer de natrium instroom
groter is dan de kalium uitstroom. Hierdoor ontstaat een depolarisatie door het
natriumoverschot dat ontstaat.
Voorgeleiding van actiepotentiaal langs zenuwcel
Het stukje membraan naast de actiepotentiaal wordt gedepolariseerd waardoor
de actiepotentiaal opnieuw wordt opgewekt zonder zijn amplitude te verliezen.
Myeline
Myeline versnelt geleiding
- Zorgt voor minder lekstroom
- Er zitten weinig stukjes membraan tussen de myeline. De knopen van
Ranvier zijn de enige plekken waar spanningsafhankelijke kanalen zitten.
Hier kan lading dus naar buiten worden getransporteerd.
- Om de knopen van Ranvier tot hun drempelwaarde te krijgen vereist veel
minder lading. De amplitude van de actiepotentiaal neemt hier en in het
gemyeliniseerde membraan dan ook niet af.
Voortgeleiding van potentiaal langs verschillende membranen
- Passieve voortgeleiding van onderdrempelige potentialen langs dendrieten
-> amplitude neemt af
- Voortgeleiding van actiepotentialen langs ongemyeliniseerd axon ->
amplitude neemt niet af
- Snelle voortgeleiding van actiepotentialen lang gemyeliniseerd axon ->
amplitude neemt niet af
, HC2 | Synapti sche transmissie I
Neuron morfologie
- Synapsen axon dendriet
- Actiepotentiaal wordt
opgewekt op axonheuvel
- Anterograad transport ->
naar synaps toe
- Retrograad transport -> terug
naar cellichaam
In axonen liggen microtibulli
(buisjes) die een soort rails vormen.
Langs rails worden vesikels
(blaasjes) getransporteerd. Tussen
de blaasjes en microtubili zitten
micromotortjes (kinesine)
Axonaal transport (via micromotortjes)
Anterograad -> van cellichaam naar synaps
- Snel (400 mm/dag)
- Langzaam (1 mm/dag)
Retrograad -> van synaps naar cellichaam
- 200 mm/dag
Synaptische transmissie
Electrische synapsen
- Gap junctions -> gladde spiercellen en hartspiercellen
o Directe verbinding cytoplasma van pre en postsynaptische cel
o Sluiten door lage Ca2+ concentratie en hoge pH
Verschil chemische en elektrische transmisse
Elektrische transmissie Chemische transmissie
Contact tussen pre- en Geen contact
postsynaptische cel
Lading stroomt direct van pre- naar Chemische overdracht
postsynaptische cel
Geen latentie (vertraging) Wel latentie (enkele ms)
Vaak bidirectioneel Nooit bidirectioneel
Ook overdracht onderdrempelige
signalen
HC1 | De membraanpotenti aal
Alle cellen zijn omgeven door een membraan. Deze bestaat uit een dubbele
lipidelaag.
- Hydrofiele koppen -> naar buiten gericht
- Hydrofobe staarten -> naar binnen gericht
Ionen diffunderen door watergevulde poriën. Om ionen komt een soort ‘waterzak’
waardoor de ionen niet zelf door mebraan heen kunnen.
Membraantransport
- Vetoplosbare stoffen -> kunnen direct door membraan heen
- Wateroplosbare stoffen -> moeten door kanaal in lipidelaag
Drijvende kracht door membraan
- Elektrisch drijvende kracht -> als binnenkant cel negatief geladen is,
worden positieve deeltjes aangetrokken en vice versa
- Chemisch drijvende kracht -> bij een hoge concentratie ionen binnenkant
cel, willen deze ionen juist naar buiten
Krachten werken elkaar dus tegen
Ionkanalen
- Non-gated -> lekkanalen, altijd open
- Gated
o Spanningsafhankelijk -> openen onder invloed van
spanningsverschil veroorzaakt door ionen
o Transmitter-geactiveerd -> kanalen openen door neurotransmitter
binding
o 2nd messenger geactiveerd
o Mechanisch geactiveerd
Meten membraanpotentiaal
Je meet de binnenkant t.o.v. de buitenkant
- Rustpotentiaal = -70mV
- Depolarisatie -> membraan wordt minder negatief
- Repolarisatie -> membraan gaat terug naar rustpotentiaal
- Hyperpolarisatie -> membraan wordt negatiever
EXTRACELLULAIR INTRACELLULAIR
NA+ 117 30
K+ 3 90
CL+ 120 4
NEGATIEF GELADEN 0 116
EIWITTEN (A)
Kalium gaat cel uit door concentratieverschil, kalium gaat cel in door lading
- Evenwichtspotentiaal = -90mV
Natrium gaat cel in door concentratieverschil, natrium gaat cel in door lading
- Evenwichtspotentiaal = +40mv
Chloride gaat cel uit door concentratieverschil, chloride gaat cel in door lading
- Evenwichtspotentiaal = -70mV
Kation -> positief geladen ion, zoals natrium
,Anion -> negatief geladen ion, zoals chloride
Evenwichtspotentiaal geldt voor één ion
Rustpotentiaal geldt voor heel membraan
Nernstvergelijking
Voor berekenen evenwichtspotentiaal
RT [ X ]o
E x= ln
zF [ X ] i
Voor berekenen monovalent kation bij 37 graden
[ X ]o
E x =61 log
[ X ]i
Er zijn meer kalium dan natrium lekkanalen. Hierdoor ligt de
evenwichtspotentiaal van kalium dichter bij de rustpotentiaal dan die van
natrium.
Goldman-Hodgkin-Katz vergelijking
Voor berekenen membraanpotentiaal
P = permeabiliteit, mate voor aantal lekkanalen
Bij een Vrust van -70mV is er continu lek van Na+ en K+ kanalen
Actieve Na+/K+ pomp
- Na+ concentratie is hoger buiten de cel
- K+ concentratie is hoger binnen de cel
- Na+/K+ pompen behouden de concentratiegradiënten van Na + en K+ over
het membraan door.
o 3 natrium gaat de cel uit en 2 kalium gaat de cel in. Dit gaat tegen
de gradiënt, dus kost ATP.
- Compenseert lekstromen -> handhaaft
- Bij hogere concentratie natrium in de cel gaan de pompen tijdelijk harder
werken
De evenwichtspotentiaal van chloride ligt erg dicht bij de rustpotentiaal. Hierdoor
kan chloride de rustpotentiaal stabiliseren. Chloride heeft geen pompen, dus
alleen secundair actief transport speelt een rol bij chloride.
Actiepotentiaal
1. Rustfase
o Na+ en K+ poorten gesloten
2. Drempelwaarde
o Stimulus opent Na+ poorten. Hierdoor wordt de rustpotentiaal
positiever wat zorgt voor depolarisatie.
3. Depolarisatie
o Door stimulering openen extra Na+ poorten. Na+ poorten steken
elkaar aan. Bij het openen van de ene opent, naarmate het
membraan positiever wordt, het volgende Na + kanaal.
4. Repolarisatie
o Na+ poorten sluiten, K+ poorten openen en rustpotentiaal wordt
negatiever.
, 5. Hyperpolarisatie
o K+ poorten sluiten te langzaam en rustpotentiaal wordt nog
negatiever.
Bij een actiepotentiaal zijn geen lekkanalen, maar spanningsafhankelijke kanalen
aan het werk. Spanningsafhankelijke Na + kanalen openen zich sneller dan
spanningsafhankelijke K+ kanalen.
Toxine tegen spanningsafhankelijke Na+ kanalen -> tetrodotoxine (TTX)
- Blokkeert natriumstroom waardoor er geen actiepotentiaal kan ontstaan
Refractaire periode
Na een actiepotentiaal lukt het niet om nog een actiepotentiaal op te wekken.
Een kanaal kan niet geopend worden totdat de repolarisatie voorbij is. Er zijn nog
te veel natriumkanalen inactief. Wanneer het membraan niet volledig zou
repolariseren, blijven de natriumkanalen inactief.
Drempel
Bij te weinig instroom van natrium wordt de drempel niet bereikt. De natrium
influx moet namelijk groter zijn dan de kalium efflux.
Een actiepotentiaal schiet voorbij de drempel wanneer de natrium instroom
groter is dan de kalium uitstroom. Hierdoor ontstaat een depolarisatie door het
natriumoverschot dat ontstaat.
Voorgeleiding van actiepotentiaal langs zenuwcel
Het stukje membraan naast de actiepotentiaal wordt gedepolariseerd waardoor
de actiepotentiaal opnieuw wordt opgewekt zonder zijn amplitude te verliezen.
Myeline
Myeline versnelt geleiding
- Zorgt voor minder lekstroom
- Er zitten weinig stukjes membraan tussen de myeline. De knopen van
Ranvier zijn de enige plekken waar spanningsafhankelijke kanalen zitten.
Hier kan lading dus naar buiten worden getransporteerd.
- Om de knopen van Ranvier tot hun drempelwaarde te krijgen vereist veel
minder lading. De amplitude van de actiepotentiaal neemt hier en in het
gemyeliniseerde membraan dan ook niet af.
Voortgeleiding van potentiaal langs verschillende membranen
- Passieve voortgeleiding van onderdrempelige potentialen langs dendrieten
-> amplitude neemt af
- Voortgeleiding van actiepotentialen langs ongemyeliniseerd axon ->
amplitude neemt niet af
- Snelle voortgeleiding van actiepotentialen lang gemyeliniseerd axon ->
amplitude neemt niet af
, HC2 | Synapti sche transmissie I
Neuron morfologie
- Synapsen axon dendriet
- Actiepotentiaal wordt
opgewekt op axonheuvel
- Anterograad transport ->
naar synaps toe
- Retrograad transport -> terug
naar cellichaam
In axonen liggen microtibulli
(buisjes) die een soort rails vormen.
Langs rails worden vesikels
(blaasjes) getransporteerd. Tussen
de blaasjes en microtubili zitten
micromotortjes (kinesine)
Axonaal transport (via micromotortjes)
Anterograad -> van cellichaam naar synaps
- Snel (400 mm/dag)
- Langzaam (1 mm/dag)
Retrograad -> van synaps naar cellichaam
- 200 mm/dag
Synaptische transmissie
Electrische synapsen
- Gap junctions -> gladde spiercellen en hartspiercellen
o Directe verbinding cytoplasma van pre en postsynaptische cel
o Sluiten door lage Ca2+ concentratie en hoge pH
Verschil chemische en elektrische transmisse
Elektrische transmissie Chemische transmissie
Contact tussen pre- en Geen contact
postsynaptische cel
Lading stroomt direct van pre- naar Chemische overdracht
postsynaptische cel
Geen latentie (vertraging) Wel latentie (enkele ms)
Vaak bidirectioneel Nooit bidirectioneel
Ook overdracht onderdrempelige
signalen
