Medische biologie
Hoorcollege 1: zenuwstelsel
Het zenuwstelsel bestaat uit zenuwweefsel:
Neuron: zenuwcel
Een neuron bestaat uit een cellichaam en heeft verschillende dendrieten.
Via de dendrieten komt informatie binnen. Vervolgens wordt de informatie
overgeven en gaat het verder via de axon.
Een axon is omgeven door myeline, dit is een vetachtige en isolerende stof.
Wat er voor zorgt dat het signaal gaat springen over de isolatie heen,
hierdoor verplaatst het zich sneller. Myeline zit in de cellen van Swann.
Daarna komt de informatie aan bij synapsknoppen. Daar kan de informatie weer worden afgegeven aan een
ander neuron.
Het zenuwstelsel bestaat uit grijze en witte stof. In de grijze stof (buitenkant) zit vooral celkernen, in het witte
stof zitten vooral myeline (axon) hier lopen dus de zenuwbanen.
In de hersenen zit de witte stof aan de binnenkant en de grijze stof aan de buitenkant. In het ruggenmerg is dit
andersom.
In het zenuwweefsel bevindt zich ook neuroglia, dit zijn ondersteunende cellen.
Als je bijvoorbeeld iets heets aanraakt wordt de warmte gedetecteerd door de zenuwuiteinden in je huid. Deze
zenuwuiteinden zijn gespecialiseerde receptoren die bekend staan als thermoreceptoren. Wanneer een
thermoreceptor wordt gestimuleerd, worden de ionkanalen in het celmembraan geactiveerd waardoor er een
stroom van ionen doorheen stroomt. Dit genereert een elektrische impuls die naar het ruggenmerg gaat, hier
schakelt het en gaat vervolgens naar de hersenen.
Deze elektrische impuls wordt ook wel een "actiepotentiaal" genoemd en is in feite een snelle verandering in de
elektrische lading van de zenuwcel. Wanneer de impuls de hersenen bereikt, wordt deze verwerkt en
geïnterpreteerd als een signaal van hitte en wordt er een reflexreactie geactiveerd om de hand terug te trekken
van de hitte.
Membraanpotentiaal: dit is de elektrische spanning en speelt een belangrijke rol
bij het doorgeven van signalen tussen zenuwcellen en bij het coördineren van de
werking van spieren en organen.
Zenuwcellen hebben een rustpotentiaal van ongeveer -70 mV, dit betekent dat
de binnenkant van de cel negatief geladen is en de buitenkant van de cel positief
geladen. Dit komt doordat de celmembraan selectief ionen doorlaat. De
verschillende ladingen worden door het membraan uit elkaar gehaald.
Wanneer een zenuwcel geprikkeld wordt, verandert de doorlaatbaarheid van de
celmembraan en kunnen ionkanalen openen of sluiten. Dit kan leiden tot een
verandering in het membraanpotentiaal, dit wordt depolarisatie of hyperpolarisatie genoemd.
Buiten de cel bevindt zich relatief veel Natrium en Chloor, binnen de cel bevindt zich veel Kalium.
Depolarisatie treedt op wanneer positief geladen ionen zoals natrium (Na+), de cel binnenstromen en de
binnenkant van de cel minder negatief maken. Als de depolarisatie groot genoeg is zal er een actiepotentiaal
ontstaan. Bij een actiepotentiaal opent een natriumkanaal zich verder en stroomt natrium de cel binnen.
Repolarisatie verwijst naar de gebeurtenis waarbij de membraanpotentiaal van de zenuwcel weer terugkeert
naar de rustwaarde na depolarisatie. Dit gebeurt doordat de natriumkanalen sluiten en de kaliumkanalen in de
celmembraan openen. Hierdoor stroomt kalium vanuit de cel naar buiten, waardoor de positieve lading binnen
de cel afneemt en de negatieve lading weer toeneemt. Dit zorgt voor het herstellen van het negatieve
potentiaalverschil.
Hyperpolarisatie treedt op wanneer de binnenkant van de cel negatiever dan de rustpotentiaal. Dit gebeurt
doordat de kaliumkanalen in de celmembraan lager open blijven dan nodig is voor repolarisatie, waardoor er
meer kalium uit de cel stroomt dan nodig is. Hierdoor is er minder kans op het ontstaan van een
actiepotentiaal, omdat er een sterker impuls nodig is om de drempelwaarde te bereiken. Uiteindelijk gaan de
kaliumkanalen weer dicht en keert de cel terug naar het rustpotentiaal.
De natrium-kalium pomp helpt hierbij, het is een transporteiwit dat natrium van binnen naar buiten de cel uit
en kalium van buiten naar binnen de cel brengt. Die zorgt ervoor dat -70mv gehandhaafd wordt.
,Een actiepotentiaal is een snelle en kortdurende verandering in de elektrische lading over het membraan van
een zenuwcel, dit plaatsvindt wanneer de membraanpotentiaal een bepaalde drempelwaarde bereikt.
Het is een belangrijk mechanisme waarmee zenuwcellen elektrische signalen genereren en informatie
doorgeven.
Een actiepotentiaal gebeurt bij een prikkeling door een sterk impuls. Het begint altijd door een impuls via de
dendrieten naar het cellichaam, hier wordt het beoordeeld of het sterk genoeg is of moet een actiepotentiaal
beginnen.
De saltatoire geleiding van een zenuwcel is een proces waarbij de impulsgeleiding langs de
axon van een zenuwcel wordt versneld door myeline, een vettige isolatielaag die de axon bedekt
en wordt gevormd door de cellen van Schwann.
Bij saltatoire geleiding ‘springt’ het actiepotentiaal van het ene knooppunt van Ranvier naar het
volgende knooppunt.
De myeline-omhulling van de axon is afkomstig van de cellen van Schwann, die zich om de axon wikkelen en
een isolerende laag vormen en zorgt ook voor de snelheid.
Als een impuls is begonnen dan is de cel niet meer gevoelig voor andere impuls, er kan maar 1 impuls gelijk
binnenkomen, de kanalen gaan namelijk dicht.
De impulsoverdracht van een zenuwcel begint dus met een actiepotentiaal die
wordt opgewekt door een verandering in het membraanpotentiaal. Het
actiepotentiaal beweegt zich via de dendrieten naar de axon en vervolgens naar
de synapsen. De synapsen bevatten neurotransmitters, die worden vrijgegeven
wanneer het actiepotentiaal de zenuwcel die het signaal stuur bereikt. Via de
synapsen wordt het impuls doorgegeven.
Een synaps is dus de plaats waar 2 zenuwcellen elkaar ontmoeten om signalen over te dragen.
In de synaptische knoppen worden neurotransmitters opgeslagen en vrijgegeven wanneer het actiepotentiaal
de knop bereikt. De vrijgekomen neurotransmitters bewegen door de synaptische spleet en binden zich aan een
receptor op het membraan van de ontvangende cel. Dit proces leidt tot de activering of deactivering van
ionkanalen, wat leidt tot verandering in de membraanpotentiaal van de ontvangende cel, waardoor het signaal
wordt overgedragen.
Een presynaptische neuron is een zenuwcel die een signaal uitzendt naar een andere zenuwcel. Het geeft de
neurotransmitters vrij in de synaptische speelt. De post-synaptische neuron is een zenuwcel die de signalen van
een presynaptische neuron ontvangt door middel van receptoren, deze openen zich waardoor er meer natrium
naar binnenkomt waardoor het actiepotentiaal doorgaat naar de volgende cel.
Neurotransmitters worden geproduceerd door een zenuwcel en werken als boodschappers tussen neuronen, er
zijn stimulerende en remmende neurotransmitters, deze werken in evenwicht.
Stimulerend = acetylcholine, norepinefrine (noradrenaline)
Remmend = dopamine, serotonine en GABA
,Hersenvliezen:
Het hersenvlies beschermt het zenuwweefsel in de hersenen en in de ruggenmerg, je hebt verschillende
soorten:
- Dura mater = harde vlies
- Arachnoïdea = spinnenweb vlies
- Pia mater = zachte vlies
Tussen die vliezen zit ruimte, je hebt de:
- Epidurale ruimte = tussen dura mater en schedel
- Subdurale ruimte = tussen arachnoïdea en dura mater
- Subarachnoïdale ruimte = tussen zachte vlies en arachnoïdea
Dura mater:
Dit is de buitenste, stevige laag die de hersenen en het ruggenmerg beschermen. De dura mater heeft 2 laagjes:
- Buitenste laag: strak bevestigd aan de schedel, het houdt de hersenen op zijn plek en bescherm tegen
schokken of stoten.
- Binnenste laag: ligt dicht tegen de arachnoïdea aan, het biedt structurele ondersteuning aan de
hersenen. De binnenste laag bevat veel bloedvaten die het zenuwstelsel voorziet van zuurstof en
voedingsstoffen. Deze laag kan helemaal diep de schedel in. Dit noemen we de durale plooien en zijn
dikke uitstulpingen die zich uitstrekken tussen de hersenhelften en de delen van de hersenen
scheiden, waardoor de hersenen minder snel beschadigd raken door een trauma.
Durale sinussen zijn holle structuren tussen de laagjes in de dura mater die bloed afvoeren uit de
hersenen.
Als je in de epidurale ruimte een verdovende stof injecteert, heb je een tijdelijke blokkade van sensorische en
motorische banen waardoor een tijdelijke verlamming plaatsvindt, dit noem je een epiduraalblok.
Arachnoïdea:
Dit is de middelste, dunne en doorschijnende laag van bindweefsel dat zich uitstrekt over de hersenen en het
ruggenmerg. Het heeft een spinachtige structuur en is gevuld met hersenvocht en is een web van collagene en
elastische vezels. Vooral het hersenvocht zorgt ervoor dat de lagen niet tegen elkaar scheuren. Het bevat geen
bloedvaten of zenuwen en heeft geen directe rol bij het voeden of beschermen van het zenuwweefsel.
Pia mater:
Dit is de binnenste, dunne, zachte en elastische laag van de hersenvliezen. Het bestaat uit dicht bindweefsel en
is rijk aan bloedvaten en zenuwen die het zenuwweefsel voeden en beschermen. De pia mater is
verantwoordelijk voor het aanbrengen van voedingsstoffen en zuurstof bij de neuronen van het zenuwweefsel
en het verwijderen van afvalstoffen.
, Hersenventrikels:
De hersenventrikels zijn holtes gevuld met cerebrospinale vloeistof: hersenvocht. Er zijn vier ruimtes, ze zijn
onderling met elkaar verbonden door kleine openingen. De eerste en tweede ventrikel bevinden zich in de
grote hersenen, de derde ventrikel bevindt zich tussen de linker en rechter thalamus, en de vierde ventrikel
bevindt zich tussen de hersenstam en het cerebellum.
Het cerebrospinale vloeistof wordt geproduceerd in de ventrikels, in de plexus choreoïdus. Dit is eigenlijke een
groot netwerk van doorlaatbare vaten en ependymcellen. Die zijn verantwoordelijk voor de productie van
hersenvocht. Ze hebben kleine trilhaartjes op hun oppervlak die de cerebrospinale vloeistof door de ventrikels
en kanalen van de hersenen laten circuleren.
De vloeistof stroomt vanuit de laterale ventrikels naar de derde ventrikel en kan van daaruit via het aqueduct
naar de vierde ventrikel, waar het vervolgens via de subarachnoïdale ruimte over de hersenen en het
ruggenmerg stroomt.
De afvoer van de cerebrospinale vloeistof gaat via de granulationes arachnoideales.
De belangrijkste functies van de cerebrospinale vloeistof zijn:
- schokbreker
- ondersteunt gewicht
- beschermen van de hersenen en ruggenmerg tegen letsel
- reguleren van druk in de hersenen
- ondersteunt de circulatie en het afvoeren van afvalstoffen en
het transporteren van voedingsstoffen,
zuurstof en hormonen naar de hersenen en het ruggenmerg.
Bij sommige aandoeningen kan de productie, circulatie of resorptie van de cerebrospinale vloeistof verstoord
raken, waardoor de druk in de hersenen kan toenemen. Dit kan leiden tot hoofdpijn, misselijkheid, braken en
andere symptomen. Een tekort aan cerebrospinale vloeistof kan ook problemen veroorzaken, zoals bijvoorbeeld
bij een lekkage na een ruggenprik.
