Neurofysiologie
30-02-2020
HC 1: De membraanpotentiaal
Membraan
Neuronen hebben een sterk negatief rustmembraanpotentiaal. (-65 mV)
Hoe komt de membraanpotentiaal tot stand?
1. Ionensamenstelling aan beide kanten van het membraan
2. De eigenschappen van de celmembraan
3. De eiwitten in het membraan (o.a. kanalen en pompen)
Ionconcentratieverschillen over membraan
- K+ ionen meer geconcentreerd binnen en anionen
- Na+ en Ca2+ ionen meer geconcentreerd buitenkant
- Cl- ionen meer buiten
Het membraan bestaat uit fosfolipide dubbellaag = condensator. Bevat:
- Iontransporters (actief) = transporteren ionen actief tegen hun
concentratiegradiënt heen.
- Ionkanalen (passief) = beweging van ionen over het membraan dmv diffusie
onder invloed van concentratieverschil. Deze kanalen zijn selectief permeabel.
Deze beiden zorgen voor een elektrochemisch evenwicht over het membraan. In
evenwicht geldt -> diffusie stroom gelijk aan elektrische stroom.
Wet van nernst = beschrijft de evenwicht situatie (en
membraanspanning) voor één specifiek ion die
ontstaat bij verschillen in ionconcentratie over een
semi-permeabele wand
Dit is bij 25 graden (kampertemp). -61 bij
lichaamstemperatuur.
Evenwichtspotentiaal = nernstpotentiaal
Het electrochemisch evenwicht van een ion = er is een evenwicht tussen
diffusiekracht en elektrische kracht (potentiaal)
De evenwichtspotentiaal wordt ook wel de omkeerpotentiaal genoemd = de
potentiaal waar de ionstroom omkeert en dus 0 is. Van dat betreffende ionsoort.
GHK formule. Het ion met de hoogste permeabiliteit heeft de meeste invloed op de
membraanpotentiaal.
Elektriciteitsleer
Twee basiswetten:
- Wet van ohm
- Wet van Kirchhoff
Wet van ohm
Stroom door de weerstand -> V = I * R
I = dQ/dt = C * dV/dt
, Vervangingsweerstand
- In serie -> R1 + R2 + R3
- In parallel -> G1 + G2 + G3
Hoe wordt voorkomen dat [K+] out te groot wordt, omdat de
membraanspanning gevoelig is voor [K+]out moet dit
nauwkeurig gereguleerd worden.
- Bloed hersen barriere
- Astrocyten bufferen kalium
Hoe blijft de ionconcentratie gradiënt in stand?
- Voor de membraanpotentiaal zijn iongradiënten nodig
- Wanneer we niets doen verdwijnen die als er veel
actiepotentialen zijn (=instroom van natrium)
Door actief transport -> Na/K pomp -> 3 Na naar buiten en 2 K naar binnen. Er loopt
een elektrische stroom (klein en traag)
Wat gebeurt er met de membraanpotentiaal bij zuurstoftekort in de hersenen?
De mitochrondia produceren geen ATP meer: de pomp stopt en de
membraanpotentiaal depolariseert langzaam richting 0 mV. De Vm zal nooit
helemaal gelijk worden aan 0 mV als de pomp niet werkt, omdat er negatieve ionen
in de cel bevinden = anionen. Anionen kunnen niet door het membraan heen.
Donnan potentiaal = wanneer er impermeabele anionen zijn, blijft er ook in evenwicht
een potentiaalverschil. Geen energie voor nodig.
In rust is de geleidbaarheid voor natrium heel laag en voor kalium hoog.
02-04-2020
HC 2: De actiepotentiaal
Tijdsconstante
Condensator: stroom is gelijk aan spanningsverplaatsing per tijd
Tijdsconstante geeft aan in hoeveel tijd de spanning 63% van de eindwaarde heeft
bereikt. Bij het ontladen en opladen de overige 37%.
De tijdsconstante geeft aan hoe snel de membraanpotentiaal verandert in reactie op
een injectie van stroom. Hoe groter de cel, des te kleiner de tijdsconstante.
T=R*C
Hoe kleiner de tijdsconstante, hoe sneller een membraan geladen is en dus hoe
sneller de drempel bereikt wordt.
Actiepotentiaal
Een actiepotentiaal ontstaat door een plotselinge verhoging van de permeabiliteit
voor Natrium (Pna). De natriumstroom activeert snel en inactiveert daarna. De
kaliumstroom is trager en inactiveert niet.
Natrium is niet doorlaatbaar in rust.
Een verhoogde extracellulaire natrium concentratie heeft weinig/geen invloed op het
rustmembraanpotentiaal maar wel invloed op de amplitude van het actiepotentiaal.
Actiepotentiaal:
30-02-2020
HC 1: De membraanpotentiaal
Membraan
Neuronen hebben een sterk negatief rustmembraanpotentiaal. (-65 mV)
Hoe komt de membraanpotentiaal tot stand?
1. Ionensamenstelling aan beide kanten van het membraan
2. De eigenschappen van de celmembraan
3. De eiwitten in het membraan (o.a. kanalen en pompen)
Ionconcentratieverschillen over membraan
- K+ ionen meer geconcentreerd binnen en anionen
- Na+ en Ca2+ ionen meer geconcentreerd buitenkant
- Cl- ionen meer buiten
Het membraan bestaat uit fosfolipide dubbellaag = condensator. Bevat:
- Iontransporters (actief) = transporteren ionen actief tegen hun
concentratiegradiënt heen.
- Ionkanalen (passief) = beweging van ionen over het membraan dmv diffusie
onder invloed van concentratieverschil. Deze kanalen zijn selectief permeabel.
Deze beiden zorgen voor een elektrochemisch evenwicht over het membraan. In
evenwicht geldt -> diffusie stroom gelijk aan elektrische stroom.
Wet van nernst = beschrijft de evenwicht situatie (en
membraanspanning) voor één specifiek ion die
ontstaat bij verschillen in ionconcentratie over een
semi-permeabele wand
Dit is bij 25 graden (kampertemp). -61 bij
lichaamstemperatuur.
Evenwichtspotentiaal = nernstpotentiaal
Het electrochemisch evenwicht van een ion = er is een evenwicht tussen
diffusiekracht en elektrische kracht (potentiaal)
De evenwichtspotentiaal wordt ook wel de omkeerpotentiaal genoemd = de
potentiaal waar de ionstroom omkeert en dus 0 is. Van dat betreffende ionsoort.
GHK formule. Het ion met de hoogste permeabiliteit heeft de meeste invloed op de
membraanpotentiaal.
Elektriciteitsleer
Twee basiswetten:
- Wet van ohm
- Wet van Kirchhoff
Wet van ohm
Stroom door de weerstand -> V = I * R
I = dQ/dt = C * dV/dt
, Vervangingsweerstand
- In serie -> R1 + R2 + R3
- In parallel -> G1 + G2 + G3
Hoe wordt voorkomen dat [K+] out te groot wordt, omdat de
membraanspanning gevoelig is voor [K+]out moet dit
nauwkeurig gereguleerd worden.
- Bloed hersen barriere
- Astrocyten bufferen kalium
Hoe blijft de ionconcentratie gradiënt in stand?
- Voor de membraanpotentiaal zijn iongradiënten nodig
- Wanneer we niets doen verdwijnen die als er veel
actiepotentialen zijn (=instroom van natrium)
Door actief transport -> Na/K pomp -> 3 Na naar buiten en 2 K naar binnen. Er loopt
een elektrische stroom (klein en traag)
Wat gebeurt er met de membraanpotentiaal bij zuurstoftekort in de hersenen?
De mitochrondia produceren geen ATP meer: de pomp stopt en de
membraanpotentiaal depolariseert langzaam richting 0 mV. De Vm zal nooit
helemaal gelijk worden aan 0 mV als de pomp niet werkt, omdat er negatieve ionen
in de cel bevinden = anionen. Anionen kunnen niet door het membraan heen.
Donnan potentiaal = wanneer er impermeabele anionen zijn, blijft er ook in evenwicht
een potentiaalverschil. Geen energie voor nodig.
In rust is de geleidbaarheid voor natrium heel laag en voor kalium hoog.
02-04-2020
HC 2: De actiepotentiaal
Tijdsconstante
Condensator: stroom is gelijk aan spanningsverplaatsing per tijd
Tijdsconstante geeft aan in hoeveel tijd de spanning 63% van de eindwaarde heeft
bereikt. Bij het ontladen en opladen de overige 37%.
De tijdsconstante geeft aan hoe snel de membraanpotentiaal verandert in reactie op
een injectie van stroom. Hoe groter de cel, des te kleiner de tijdsconstante.
T=R*C
Hoe kleiner de tijdsconstante, hoe sneller een membraan geladen is en dus hoe
sneller de drempel bereikt wordt.
Actiepotentiaal
Een actiepotentiaal ontstaat door een plotselinge verhoging van de permeabiliteit
voor Natrium (Pna). De natriumstroom activeert snel en inactiveert daarna. De
kaliumstroom is trager en inactiveert niet.
Natrium is niet doorlaatbaar in rust.
Een verhoogde extracellulaire natrium concentratie heeft weinig/geen invloed op het
rustmembraanpotentiaal maar wel invloed op de amplitude van het actiepotentiaal.
Actiepotentiaal:
