Fysiologie
1. Bio elektriciteit
Celmembraan: vormt schil rondom de cel
- Bestaat uit een dubbele laag fosfolipiden lipide hydrofiel kopje en hydrofobe staart
buitenzijde membraan is hydrofiel en binnenzijde is hydrofoob (vettig)
Vetten kunnen celwand passeren
- Scheidt cytoplasma van extracellulaire milieu
Extracellulair: anionen (negatief) en natrium ionen
Intracellulair: kationen (positief) en kalium ionen
Cytoplasma: waterig interieur in de cel
Cellen zijn omgeven door een extracellulaire vloeistof
Typische cel:
- intracellulaire concentratie Na- ionen = ca. 10 mM / K-ionen = ca. 140 mM
- extracellulaire concentratie Na-ionen = ca. 145 mM / K-ionen = ca. 5 mM
geheel is elektrisch neutraal concentratie anionen = concentratie kationen 150 mM
Kanalen celmembraan
- Kalium lek-kanalen: laten Kalium ionen door
Door diffusie van cytoplasma naar extracellulaire medium intracellulaire concentratie
Kalium neemt af cytoplasma krijgt negatievere lading K-ionen worden teruggetrokken
door elektrostatische kracht intracellulaire concentratie neemt nauwelijks af
elektrochemisch evenwicht
- Natrium lek-kanalen: laten Natrium ionen door
Intracellulaire concentratie Natrium neemt toe elektrische potentiaal wordt positiever
tov extracellulaire milieu ionen worden teruggeduwd door elektrostatische kracht
intracellulaire concentratie neemt nauwelijks toe
- Natrium-kalium pomp: voorkomt dat concentratieverschillen over celmembraan verdwijnen
en dat de rustpotentiaal weer 0V wordt natrium en kalium ionen worden tegen
concentratie-gradiënt in teruggepompt naar intra- en extracellulaire medium
1) Pomp-kanaal staat open om Na+ uit cytoplasma op te nemen
2) Als pomp-kanaal gevuld is, kan het worden geactiveerd door binding met ATP
fosfaatgroep splitst af Na+ uitgespuugd naar extracellulaire medium
3) Als het pomp-kanaal leeg is, kunnen K+ ionen worden opgenomen uit het extracellulaire
medium
4) Fosfaatgroep verbonden met pomp-kanaal wordt vrijgegeven en de K+ ionen worden
uitgespuugd naar cytoplasma
intracellulaire concentratie van beide ionsoorten blijft stabiel membraan-
rustpotentiaal Em moet liggen tussen Ena en Ek
zorgen ervoor dat cellen een potentiaal hebben van ca. 70 mV, waarbij het cytoplasma negatief is
t.o.v. extracellulaire milieu
Permeabiliteit van celmembraan voor K+ ionen is veel groter dan voor Na+
Ena = 70 mV en Ek = -88 Em is iets meer dan -88 mV
,Wet van Nernst: evenwichtspotentiaal berekenen ten gevolge van concentratieverschil van geladen
ionen X over een semipermeabel membraan
R = gasconstante (8.3144598 J K−1 mol−1)
T = temperatuur
Zx = valentie van x (aantal bindingen die x kan aangaan)
F = Faraday constante (96485.3399 ± 0.002 C/mol)
X0 = extracellulaire concentratie van X
Xi = intracellulaire concentratie van X
Goldman-Hodgkin-Katz vergelijking: evenwichts-potentiaal Em ten gevolge van
concentratieverschillen van K, Na en Cl-ionen over een semi-permeabel membraan:
Pk = permeabiliteit voor K+ ionen
Pna = permeabiliteit voor Na+ ionen
Pcl = permeabiliteit voor Cl- ionen
Pk:Pna = 1: 0.04
Cel communicatie
- Ionkanalen maken het mogelijk een membraanspanning te genereren
Ligand gestuurde ion kanalen
neurotransmitters binden aan receptor van een betreffend ion kanaal van een neuron
om het neuron te activeren of deactiveren
Mechanisch gestuurde ion kanalen
openen door mechanische prikkeling bijv. nervus medianus (middelste armzenuw) die
oppervlakkig langs olecranon (kop van de ellepijp) loopt als elleboog mechanisch
geprikkeld wordt, gaat de hand tintelen
Spanning gestuurde ion kanalen
openen als de membraanspanning boven een bepaalde drempel komt
zijn over het algemeen specifiek voor een bepaald ionsoort als een spanning gestuurd
x-kanaal opent
- Membraanspanning is in rust overal hetzelfde
- Om te kunnen communiceren moet de membraanspanning te variëren zijn
- Spannings-variaties moeten verderop geregistreerd kunnen worden
Zenuwcellen hebben spanning gestuurde Na+ kanalen die opengaan als membraanspanning boven
de drempel van -55 mV komt permeabiliteit voor Na-ionen wordt vele malen groter dan 0.04 tov
Pk membraanpotentiaal Em wordt minder negatief omdat meer positieve natrium ionen het
cytoplasma binnenstromen
, Na+ ionen diffunderen naar cytoplasma door concentratieverschil aangetrokken door netto
negatieve lading van cytoplasma kan doorgaan tot Em in de buurt komt van de
evenwichtspotentiaal van Na
Na+ kanalen staan maar heel kort open nadat membraanpotentiaal boven de drempel is gekomen
na 1 ms sluiten ze zichzelf weer gedurende refractaire periode zijn ze niet of nauwelijks opnieuw
te activeren
concentratie Na+ in cytoplasma is toegenomen membraanpotentiaal positief tov extracellulaire
milieu
Zenuwcellen hebben spanning gestuurde K+ kanalen die opengaan als de membraanspanning boven
de 30 mV komt makkelijk overschreden door de enorme toevloed van Na+ ionen Pk wordt
groter dan hij was efflux K+ zorgt dat positieve lading verdwijnt en membraanpotentiaal in de
richting van Ek (-88 mV) schiet
Actiepotentiaal = alles of niets – duurt 1-2 ms, na-hyperpolarisatie kan soms tien ms duren
1) Celmembraan in rust -70 mV tov 2) Membraanpotentiaal wordt door externe
extracellulaire milieu oorzaken verhoogd geringe depolarisatie
3) Membraanpotentiaal overschrijdt 4) Membraanpotentiaal bereikt
drempelpotentiaal voor Na+ kanalen drempelpotentiaal voor K+ kanalen
toename Pna depolarisatie van toename Pk repolarisatie celmembraan
celmembraan Na kanalen dicht
5) K+ kanalen dicht membraan
gehyperpolariseerd Na-K pomp brengt
concentraties Na+ en K+ in rustsituatie
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller indymorcus. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.15. You're not tied to anything after your purchase.