Cellen en informatie overdacht
Functies van het brein:
- Reguleren van lichamelijke functies, emoties, etc.
- Bewustzijn
- Waarnemen (bijv. pijn, geur, zicht)
- Geheugen, leren, taal, communicatie
Kern = communicatie
→ Hersencellen communiceren met elkaar
Neuronen = zenuwcellen
Gliacellen = steuncellen, ondersteunende functies
Een neuron is een lichaamscel
En elk lichaamscel heeft deze kenmerken:
➢ Een celmembraan met kanaaltjes/ poriën.
➢ Heeft een celkern met genetisch materiaal (DNA)
➢ Heeft mitochondriën: energiefabrieken. Glucose wordt hier verbrand. Hiermee heeft de celenergie
om functies uit te kunnen voeren (energievoorziening).
➢ Ribosomen: maken eiwitten. Eiwitfabrieken.
Extra uitleg celmembraan: het beschermt de cel: Dit vormt een fysieke en chemische barrière tussen de
intracellulaire (in de cel) en extracellulaire (buiten de cel) vloeistoffen.
Via de kanaaltjes kunnen voedingsstoffen uitgewisseld worden. Bijv. eiwitten kunnen daar doorheen. Alle
cellen kunnen op die manier stoffen uitwisselen.
Een neuron is dus een lichaamscel, maar heeft andere taken dan ‘gewone’ lichaamscellen.
→ Namelijk; het doorgeven van signalen; communicatie.
Om te kunnen communiceren heeft een neuron anatomische kenmerken die specifiek zijn voor neuronen:
- Dendrieten; uitlopers/ vertakkingen. Met de dendrieten vangt de cel informatie op, hier komt de
informatie binnen. Ontvangen informatie van andere neuronen. Veel per cel.
- Axon: uitloper die aan het eind kan vertakken.
Het proces:
Informatie komt binnen bij dendrieten (vangen deze op) ontvangen info van andere neuronen.
Vervolgens wordt de informatie doorgegeven naar het cellichaam (soma), daar komt het bij elkaar.
Daarna loopt de informatie door het axon; die ene lange uitloper (1 per cel). Axon kan heel lang zijn (bijv.
van hoofd naar heup). Axon kan de informatie doorgeven, vervoeren de informatieprikkel.
Axonen kunnen aan het eind vertakken. Aan het einde van de vertakking
hebben ze axonale eindknopjes. Ook wel presynaptische terminal/ axon
terminal button.
Daar kan de cel informatie afgeven aan de volgende cel.
Dus:
Dendriet → soma → axon → presynaptische terminal
Rond 1900 is dit pas ontdekt; nu algemene bekend dat hersenen uit
cellen bestaan.
1
, Hersencellen
Gliacellen bevinden zich in het CZS: in de hersenen en het
ruggenmerg.
Gliacellen en hun functie
- Ondersteunen de functies van neuronen
- Helft van de hersenen uit neuronen, andere helft uit
gliacellen (helft van hersenvolume)
- Beinvloeden de communicatie/ informatieverwerking
Op het plaatje zie je:
- 2 neuronen liggen
- En een aantal type gliacellen:
o Microglia
o Oligodendrocyte
o Astrocyte
- Een bloedvat (cappilair; dunste bloedvaatjes)
Functie van gliacellen:
- Letterlijke (fysieke) steun (omdat je hersenen een soort pudding structuur hebben)
- Aan/ afvoer van stoffen (voeding/ herstel) ze voeden eigenlijk de neuronen. Aanvoer van bijv.
glucose (belangrijkste brandstof) en afvoeren van afvalstoffen.
Gliacellen voeden eigenlijk de neuronen. Astrocyte (type gliacel) heeft zo’n functie.
→ Maakt met een uitloper contact met een bloedvat, met een andere uitloper contact met neuron. De
astrocyte haalt uit het bloed voedingsstoffen en geeft ze af aan neuron. Glucose wordt via astrocyte
vervoerd naar neuron.
Afvalstoffen kunnen weer afgegeven worden door een neuron aan de astrocyte en weer afgegeven worden
in je bloed en in je lichaam verder verwerkt worden.
Andere functie van gliacellen:
- Productie hersenvloeistof; om de hersenen heen ligt een laagje vloeistof. In de hersenen zitten
holtes gevuld met vloeistof. Goed voor herstel van hersenen. Gliacellen produceren
hersenvloeistof. Halen spullen uit het bloed en maken hier vloeistof van.
- Maken myeline (ligt om axonen heen).
- Myeline komt van oligodendrocyten en die hebben uitlopers die om de axon van een neuron heen
gerold zitten. Laagjes van myeline om axon heen.
o Functie is hetzelfde als draadje van telefoonoplader. Koper draadje heeft plastic eromheen;
isoleert de stroom. Kan niet weglekken.
Signalen die via axonen worden vervoerd worden beschermt door vettige laagje myeline. De signalen
kunnen daardoor niet weg lekken. Is belangrijk voor de informatieoverdracht.
Een oligodendrocyte kan wel 50 uitlopers hebben die zichzelf eromheen wikkelt.
Myeline is wittig. Dus waar je veel axonen hebt; hersenen zijn wat witter (witte stof). Waar minder axonen
zitten is grijzer (grijze stof).
De microglia (type gliacel) spelen een rol in de afweer tegen virussen en schimmels
→ Microglia prolifereren (=vermenigvuldigen, delen en meer microglia aanmaken) bij schade aan de
hersenen.
→Microglia spelen een rol in de afweer
→ Verlies van microglia leidt tot epileptische aanvallen.
2
,Radiale gliacellen; spelen een rol bij de ontwikkeling van de hersenen (type gliacel). Deze produceren
gliacellen en neuronen tijdens de ontwikkeling.
Lopen van midden naar buiten uit; vandaar de naam.
Wanneer neuronen ontstaan, ontstaan ze in een willekeurige plek in de hersenen en moeten zichzelf
verplaatsen naar de juiste plek in de hersenen. Dit doen ze door de microglia te volgen.
Terug naar hoe hersenen communiceren met omgeving:
Het centrale zenuwstelsel (CZS)= hersenen en ruggenmerg. (brain en spinal cord)
CZS communiceert met perifere zenuwstelsel (deel van zenuwstelsel dat buiten het centrale zenuwstelsel
ligt).
Zintuigcellen liggen in het perifere zenuwstelsel en geven prikkels door aan centrale zenuwstelsel. Die
informatie gaat van de ene plek in het centrale zenuwstelsel naar de andere plek en vanuit daar gaat een
signaal van het ruggenmerg naar het perifere zenuwstelsel, naar de spieren.
Dus, Informatieverwerking:
- Van de zintuigen naar het centraal zenuwstelsel (CZS)
- Van de ene naar de andere plek in CZS
- Van de CZS naar de spieren
Afferent (informatie wordt aangevoerd)
- Bijvoorbeeld; Van de zintuigen naar de hersenen
Intrinsiek:
- De dendrieten en axon liggen in dezelfde hersenstructuur. Geen axon die bijvoorbeeld van
geheugen gebied ergens anders heen gaat.
Efferent (informatie wordt afgevoerd) (ezelsbruggetje; Efferent – Exit)
- Bijvoorbeeld; Van de hersenen naar de spieren
Sensorische neuron: in dit geval een tastneuron (plaatje)
- Afferent (t.o.v. CZS)
In voorbeeld plaatje: Van tastreceptor (in je hand bijv.)
gaat signaal lopen naar CZS.
Afwijkende neuron (vorm), omdat die in het perifere
zenuwstelsel ligt (buiten het CZS). Begint bij dendrieten en
wordt afgegeven aan.
Tastneuron.
In het centraal zenuwstelsel is een neuron niet afwijkend.
Huid → dendrieten, naar axon naar presynaptische terminals → informatie wordt overgedragen aan CZS
Interneuron:
- Intrinsiek; Heeft zijn axonen en dendrieten in dezelfde hersenstructuur (anatomisch hersengebied)
bijv. nieren, lever, longen, hart liggen.
Voorbeeld van een intrinsieke verwerking: je brand je ergens, er wordt een signaal afgegeven, en je lichaam
reageert erop door diezelfde spier samen te trekken.
Receptoren in de huid; gaat signaal lopen via de neuron afferent naar interneuron.
Efferent neuron naar spier.
Intrinsieke informatieverwerking = interneuron
3
, Bloed-hersenbarrière
Hersenen worden beschermd, met;
- Bot (schedel) (ruggenwervels voor ruggenmerg)
- Vloeistoflaagje om de hersenen heen, maar ook om ruggenmerg heen(werkt als een soort airbag,
beschermend kussen)
- Bloed hersenbarrière
o Voedingsstoffen toelaten
o Schadelijke stoffen niet
Hersencellen zijn kwetsbaarder dan lichaamscellen: beschadigde lichaamscellen worden opnieuw
aangemaakt. Bijv. longcellen vernieuwen zich 1 keer in de paar dagen. Cellen worden opgeruimd en nieuwe
gemaakt. Cellen in je bot gaat zo’n 15 jaar mee en worden dan opnieuw aangemaakt.
→ Maar, hersencellen moet je het je hele leven meedoen. Die worden niet vervangen en daarom extra
goed beschermd.
Daarvoor is bloed hersenbarrière belangrijke bescherming; voedingsstoffen moeten er wel doorheen,
schadelijke stoffen niet.
- Beschermt de hersenen
- Gevormd bij de wand van de bloedvaten
- Houdt schadelijke stoffen buiten
Bloed hersenbarrière ligt niet om de hersenen heen. Maar er lopen bloedvaten door de hersenen en in de
binnenkant van bloedvaten liggen cellen. Die liggen heel dicht op elkaar (tight junction) waardoor er
nauwelijks stoffen doorheen kunnen. In lichaam liggen cellen minder dicht op elkaar waardoor stoffen er
gemakkelijker doorheen kunnen.
Om elk bloedvat heen vindt uitwisseling plaats van stoffen uit je lichaam naar je hersenen en van je
hersenen terug naar je bloed.
Wat er wel doorheen kan: (passief)
- Kleine moleculen
- In vet oplosbare stoffen (vitamine D/ A)
- Ongeladen stoffen
- Zuurstof, co2 sommige vitamine
Celmembraan is vettig, daar kunnen de stoffen oplossen (die in vet oplosbaar zijn).
Via speciale kanaaltjes: (passief)
- Water
→ Is geladen, daardoor kan het niet erdoor heen maar daar zijn speciale kanaaltjes voor.
Dus water gaat als enige via speciale kanaaltjes en niet via de bloed hersenbarrière.
Via actief transport: (actief)
- Glucose
- Aminozuren (bouwstenen van eiwit)
- Sommige vitaminen
- ijzer
→ Actief transport = glucose moet verbrand worden om een stof de cel binnen te kunnen halen. Maar ook
om glucose (de brandstof) binnen te halen heb je glucose nodig. Het kost energie om bepaalde stoffen te
vervoeren.
Wat er niet doorheen kan:
- Schadelijke stoffen
- Virussen
- Medicijnen
4