Hoorcollege week 1 H1 Inleiding college
Zenuwstelsel → bestaat uit neuronen en glia
- Neuronen: deze ontvangen informatie en geven de informatie door aan andere
cellen → soorten neuronen: sensorische of motorische, ofwel respectievelijk
afferente en efferente neuronen (ezelsbruggetje: Afferent is Aankomen en Efferent is
Er vanaf)
Deze afferente en efferente neuronen communiceren niet rechtstreeks met elkaar, maar via
interneuronen (intrinsieke neuronen).
- Glia: glia is het Griekse woord voor lijm en dat zit tussen alle neuronen in. Glia
vormen ook de myelineschede (bij axonen). Door myeline kan informatie zich nog
sneller verplaatsen.
→ soorten gliacellen: astrocyten, microglia, oligodendrocytes en Schwann cellen en radiale
glia (straks meer daarover)
Anatomie dierlijke cel (verschil dierlijk en plantaardig is dat een dierlijke cel geen celwand
en vacuole hebben): → nucleus, soma, mitochondriën, ribosomen, endoplasmatisch
retilicum
,Structuur van een neuron:
→ Twee uiteinden: het dendriet en het axon (dendrieten vertakken rondom de celkern. Een
dendriet vertaalt letterlijk naar “boom”)
→ De twee uiteinden zitten vast aan een cellichaam en soma. Op het oppervlak van het
dendriet bevinden zich ook synaptische receptoren die de informatie ontvangen van andere
axonen. Hoe groter een dendriet oppervlak, hoe meer informatie van andere neuronen het
dendriet kan ontvangen via de synapsen.
Hoe neuronen werken
Dendrieten ontvangen signalen en zitten vast aan de soma. Het soma bestaat uit een kern
met daaromheen cytoplasma en daarin zitten ook chromosomen (soma: cellichaam). Bij
vuren van een actiepotentiaal is het alles of niets: excitatoir of inhibatoir. Als de cel
excitatoir wordt gaat deze informatie vuren via het axon (lijkt op een telefoonkabel). Deze
informatie gaat dan naar de axonterminal, hier bevinden zich spleten (de synaptische
spleten/dendritic spines). Deze zijn gespecialiseerd in het ontvangen van info (zoals leren en
geheugen).
Variaties neuronen
Neuronen kunnen zich bevinden in: → cerebellum (kleine hersenen): deze noemen we
purkinjecellen. Deze integreren informatie uit veel andere cellen (en dus veel dendrieten) →
retina (het netvlies): deze krijgen input van weinig zintuigcellen (dus weinig dendrieten). →
neuronen kunnen hun vertakkingen constant veranderen door te leren en zich aan te passen
De bloed-hersenbarrière
De hersenen hebben voedsel nodig uit het bloed. Ons lichaam heeft een zogeheten muur
gebouwd langs de aderen, die de meeste virussen, bacteriën en schadelijke stoffen
tegenhoudt, maar dus ook voeding. In sommige gevallen, als deze schadelijke stoffen toch
binnenkomen, ga je dood. Er bevindt zich een soort van bekleding in de vorm van cellen,
endotheel. Deze cellen zitten zo dichtbij elkaar dat ze een muur vormen. Buiten de hersenen
liggen deze cellen wat verder uit elkaar. Dit is nodig om ook goede stoffen binnen te krijgen.
Hoe komen er dingen dan wel binnen in de hersenen? De hersenen hebben een truc
bedacht zoals het binnenlaten van kleine moleculen (zuurstof en kooldioxide). Ook water
kan passeren via speciale proteïne kanalen. Ook moleculen die oplossen in het van de
membraan (Vitamines A en D) kunnen vrij passeren. Voor andere stoffen hebben de
hersenen weer wat anders bedacht. Dit noemen we actief transport. Dit is een proces met
hulp van proteïnen dat chemische stoffen vanuit het bloed in de hersenen pompt (denk aan:
glucose, aminozuur, purine, choline, vitaminen, ijzer en hormonen).
Alzheimer en de bloed-hersenbarrière
Bij Alzheimer is het geval dat schadelijke stoffen toch kunnen binnenkomen, doordat de
endotheelcellen (de muur) krimpt. Maar het heeft dus ook een keerzijde, doordat sommige
medicijnen dan ook moeilijk kunnen passeren.
Zenuwimpulsen
Een impuls is een signaal en deze impulsen worden geleid. Om dit beter te kunnen
voorstellen kan je je een groep mensen voorstellen die elkaars handen vasthouden en
telkens een persoon gaat knijpen in iemand anders zijn hand. Deze geeft het door aan de
,volgende en zo voorts. Dit maar dan met een enorme snelheid. We merken er niets van,
maar een klap op je schouder bijvoorbeeld, voel je eerder aan dan een klap op je enkel.
Manieren van geleiding → elektrisch over korte afstand. Die gaat via dendrieten en
cellichamen. → niet elektrisch, maar via een actiepotentiaal mechanisme waarbij geen
signaalverlies optreedt, maar wel kleine verschillen in de aankomsttijd ontstaan.
Rustpotentiaal
Zolang er geen signaal komt vanuit het membraan zal er polarisatie optreden (verschil
tussen twee plaatsen (binnenkant en buitenkant). Binnen is negatief geladen en de
buitenkant. Dit komt doordat het proteïnen binnen de cel negatief geladen is. Dit verschil in
voltage noemen we het rustpotentiaal.
Een ion is een geladen deeltje dat heen en weer kan schieten tussen de ‘binnen- en de
buitenband’. Als deze geladen ionen hun gang kunnen gaan dan zou het membraan in de
kortste keren geen rustpotentiaal meer hebben. Het zou dan depolariseren. Het membraan
is daarentegen selectief doordringbaar. Dit houdt in dat de meeste grote of elektrisch
geladen ionen en moleculen nooit het membraan kunnen binnendringen, maar zuurstof en
kooldioxide vrijwel altijd. Sommige stoffen zoals eerder besproken kunnen een keer wel en
de andere keer weer niet doorgelaten worden. Dat zijn natrium en kalium. Wanneer het
membraan in rust is, zijn de natriumkanalen dicht en de kaliumkanalen bijna dicht, met als
gevolg een langzame doorlating van kalium. Dit noemen we de natrium-kaliumpomp.
Herhaaldelijk worden er door die pomp drie natriumionen uitgelaten en twee kaliumionen
erin gelaten.
De krachten die werken op de natrium- en kaliumionen zijn de zogeheten electrical gradient
en de concentration gradient. Om de natriumionen binnen te krijgen werkt de electrical
gradient waarbij natrium positief is geladen. Daartegenover trekken elektrische ladingen.
Gradient kan je zien als het woord “glijbaan”, dus het positief geladen natrium glijdt af naar
het binnenste van de cel. Natrium is meer geconcentreerd buiten de cel dan daarbinnen.
Kalium is verder ook positief geladen, maar kalium is meer geconcentreerd binnen de cel.
Het gevolg is dat bij kalium precies het tegenovergestelde gebeurt. Deze gaat dan naar
buiten. Hier werkt de concentration gradient. Dit gebeurt alleen wanneer het membraan in
rust is.
Rustpotentiaal verder verklaard
Het rustpotentiaal bereidt het neuron voor om snel te kunnen reageren. Vergelijk het met
een gespannen boog die wacht op een object om vervolgens te kunnen vuren.
Actiepotentiaal
Boodschappen verzonden door axonen noemen we het actiepotentiaal. Als het
rustpotentiaal wordt verstoord, geeft een cel een impuls met een negatieve lading boven op
de al van nature aanwezige negatieve lading (hyperpolarisatie). De polarisatie neemt dus
toe.
, Het volgende proces zal plaatsvinden: eerst wordt een stroomstoot toegediend
(depolarisatie). De stroom wordt sterker en het actiepotentiaal zal toenemen. Nog meer
stroom zal ervoor zorgen dat we de threshold of excitation bereiken (de drempelwaarde).
Als de curve de drempel heeft bereikt gaan alle natriumkanalen open. Een snellere
depolarisatie zal dan ontstaan en de cel keert weer terug naar een relatief langzame
terugkeer van de polarisatiesituatie. Dit is het actiepotentiaal.
Moleculaire basis van het actiepotentiaal
Zowel het electrical gradient als het concentration gradient hebben de eigenschap om
natriumionen het neuron in te sturen. En als ze vrijelijk kunnen bewegen dan zouden ze snel
binnenkomen. Hiervoor is er een controle voor entree: voltage-gated channels. Dit zijn
membraankanalen waarvan de doorlaatbaarheid afhangt van het verschil in voltage binnen
het membraan. In rust zijn de kanalen dicht. Maar zodra de polarisatie wordt opgeheven
(actie) gaan de natriumkanalen open en kan het natrium meer bewegen. Het actiepotentiaal
gebeurt of het gebeurt niet, het alles-of-nietsprincipe. In rust geven de ionen het axon een
negatieve lading, maar als het cellichaam wordt geactiveerd dan ontstaat het actiepotentiaal.
De refractaire periode
Refractair betekent letterlijk: ongevoelig voor: als een elektrisch potentiaal terugkeert van
zijn piek naar nul, passeert hij de drempel. Waarom produceert zo’n cel dan niet even nog
een actiepotentiaal? Deze periode na een actiepotentiaal noemen we de refractory-period
(de refractaire periode). In het begin van die situatie praten we over een absolute refractory
period.
Een voorbeeld om het meer inzichtelijk te kunnen begrijpen: een wc kan je doorspoelen,
maar kort daarna als je hem opnieuw probeert door te spoelen is er nog niet genoeg water.
Dit zou dan voor een wc een absolute refractory period zijn. Daarna komt er een moment dat
je wel kunt doorspoelen terwijl er nog water in de bak stroomt: de relative refractory period.
Daarom kan er niet meteen een actiepotentiaal worden ontwikkeld, ongeacht de stimulatie
(ongeacht hoe hard jij dus zou drukken om door te spoelen).
Beweging van het actiepotentiaal
Tot nu toe hebben we de werking van het actiepotentiaal op een punt gezien, nu gaan we
verder met hoe het actiepotentiaal zich beweegt in het axon. In een motorische cel begint
een actiepotentiaal op de axon hillock (axonheuvel). De axon verlaat hier de kern.
Vervolgens ontstaat er een golfbeweging, dit noemen we propagation of the action potential
(verspreiding van het actiepotentiaal). Een actiepotentiaal verliest nergens kracht en wordt
op elk punt van het axon doorgegeven. De kracht kan dus niet ergens stoppen en het kan
