Samenvatting
Samenvatting OVERZICHT - FA-BA204 Neurologie
- Vak
- (FABA204)
- Instelling
- Universiteit Utrecht (UU)
Dit is een volledig overzicht van het vak FA-BA204 Neurologie.
[Meer zien]Voorbeeld 4 van de 59 pagina's
Voorbeeld 4 van de 59 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Verkoper
Volgen
Voorbeeld van de inhoud
FA-BA 203 - NeurologieNeurofysiologie en signaal overdracht
Zelfstudiemodule 1 - Neurofysiologie en signaaloverdracht
Overzicht inhoud
Binnen deze zelfstudiemodule worden drie thema's behandeld, te weten:
- De bouw van een zenuwcel
- Rust- en actiepotentiaal
- Signaaloverdracht tussen neuronen
Deze zelfstudiemodule draagt bij aan de volgende leerdoelen van de cursus:
- De functionele anatomie van het perifere en centrale zenuwstelsel te beschrijven.
- De bouw van een zenuwcel en de chemische processen die verantwoordelijk zijn voor het in stand houden van de
rustpotentiaal en het genereren van een actiepotentiaal uit te leggen.
Literatuur:
- Rang & Dale, hoofdstuk 4
Achtergrondliteratuur
- Boron & Boulpaep, hoofdstuk 10
De bouw van een zenuwcel
Bestudeer in hoofdstuk 10 van Boron & Boulpaep de bouw van een zenuwcel (p255-261). Benoem vervolgens in
onderstaande plaatje de verschillende onderdelen van de zenuwcel en omschrijf hun functie in relatie tot celactiviteit
en signaaloverdracht.
- Dendrieten: hoofdgebied voor informatie-
ontvangst. De membranen zijn voorzien
van receptoren die binden en reageren op
neurotransmitters die worden vrijgegeven
door buurcellen. Dit chemische bericht
wordt vertaald door de
membraanreceptoren naar een
elektrische of biochemische gebeurtenis
die de prikkelbaarheid of de functie van
het ontvangende neuron beïnvloedt.
- Nucleus: de celkern.
- Nucleolus: het kernlichaam (in de
celkern) die betrokken is bij
ribosoomsynthese).
- Cellichaam (soma/perikaryon): het deel
van de cel die de nucleus omringt, bevat
de endoplasmatische reticulums en het
golgi systeem. Is verantwoordelijk voor de neuronale huishouding zoals de synthese en verwerking van eiwitten.
- Nissl lichamen: grote granulaire lichamen gevonden in neuronen. Deze granulen bestaan uit ruw
endoplasmatisch reticulum met vrije ribosomen, hier vindt eiwitsynthese plaats. De functie is de productie en
afgifte van eiwitten en aminozuren; voornamelijk die die worden gebruikt voor synthese van eiwitten die
intracellulair gebruikt worden.
- Axon hillock: de plek waar het axon begint en het actiepotentiaal wordt geïnitieerd.
- Neurilemma (myeline): vette laag om het axon die impulsgeleiding versnelt en het axon beschermt.
- Schwancell: maakt myeline aan. Schwancellen zijn gliacellen die geassocieerd zijn met het axon en sommige
zenuwcellen. Elke cel vormt één segment van een myelineschede, hiertussen bevinden zich de knopen van
Ranvier (kaal axon stukje). Schwancellen zorgen alleen in het perifere zenuwstelsel voor myelininsatie, in het
centrale zenuwstelsel (CZS) zorgen oligodendrocyten daarvoor.
Zonder myelineschede kan een axon een impuls voorgeleiden met een snelheid van 3-4 m/s maar met
myelineschede tot wel 120 m/s. Deze snelheid komt goed van pas in het perifere zenuwstelsel waar de te
overbruggen afstand tot wel 1 meter kan zijn.
- Knoop van Ranvier: op deze plek kunnen ionen in of uit het neuron. Dit is de plek tussen aangrenzende myeline
segmenten, deze verhogen de snelheid van impulsoverdracht. Ze maken het mogelijk dat impulsen van knoop tot
knoop springen en niet het hele axon over moeten. Het overspringen van knoop tot knoop heet saltatory
conduction.
- Axon: een vezel die een actiepotentiaal leidt. Deze takt uit het cellichaam, het punt van oorsprong is de axon
hillock. Axonen nemen glucose en zuurstof op uit hun directe omgeving om ATP te produceren, zo zorgen ze voor
hun eigen metabolisme.
1
,FA-BA 203 - Neurologie
Axonen zijn het ‘message-sending’ deal van het neuron. Het actiepotentiaal wordt erlangs geleidt naar een
specifieke target, zoals een ander neuron of spier.
- Axon uiteindes: maken een connectie met een ‘targetcell’. Het axon eindigt in meerdere uiteindes: de
presynaptische uiteindes (ook wel presynaptisch terminals). Wanneer het actiepotentiaal een presynaptische
uiteinde bereikt, zorgt het voor afgifte van chemische neurotransmitters. Dit heet synaptische transmissie.
De rustpotentiaal
Onder 'rust' omstandigheden handhaven alle cellen, zo ook zenuwcellen, een potentiaalverschil over hun membraan
(ook wel "rustpotentiaal" of kortweg "potentiaal" genoemd). Dit potentiaalverschil is van essentieel belang voor de
signaalgeleiding in zenuwcellen.
De rustpotentiaal van zenuwcellen ligt ongeveer rond de -65mV. Dit spanningsverschil wordt bepaald door een
ongelijke verdeling van ionen (Na+, K+, Cl-, Ca2+, negatief geladen eiwitten) tussen het intracellulaire en extracellulaire
compartiment.
De membraanpotentiaal wordt bepaald door 3 factoren:
1. De concentratie van ionen binnen en buiten de cel
2. De membraandoorlaatbaarheid voor de verschillende ionen
3. De activiteit van ionenpompen
Informatie uit het filmpje: Resting membrane potential
- Het rustpotentiaal over een membraan wordt bepaald door het verschil in ion concentratie tussen de cel inhoud en
de omgeving.
- Natrium-kaliumpomp: onder invloed van ATP transporteert deze drie Na+ de cel uit en twee K+ ionen de cel in.
Helpt de concentratiegradiënt in stand te houden.
- De kaliumconcentratie in de cel is veel hoger (150 mmol/L) dan buiten de cel (5 mmol/L), dit komt door de Na+/K+-
pomp. Kalium kan de cel ontsnappen door kaliumlekkanalen. Hierdoor blijven negatief geladen anionen achter die
eerst vast zaten aan kalium en zorgen zo voor een negatieve lading in de cel die de kaliumionen weer terug
aantrekt. Deze aantrekking heet het elektrostatische gradiënt.
- Kaliumionen bepalen ongeveer voor 90% het rustpotentiaal.
- Kalium-evenwichtspotentiaal: bedraagt -92 mV en wordt bepaald door [K+] die de cel uit gaat door het
concentratiegradiënt en [K+] die de cel in gaat door het elektrostatische gradiënt.
- Nernst formule: bepaalt het rustpotentiaal voor alle ionen in de cel, omdat er meer cellen zijn die permeabel zijn
over het membraan van een cel en actief getransporteerd worden.
- Het rustpotentiaal wordt bepaald door kalium die de cel uit gaat, natrium, calcium en chloride die de cel in gaan.
A. Teken een celmembraan en geef daarin de verschillende ionenpompen, ionkanalen en ionstromen weer die
betrokken zijn bij het in stand houden van de rustpotentiaal.
B. Leg in je eigen woorden uit hoe semipermeabiliteit van het celmembraan bijdraagt aan de rustpotentiaal van
zenuwcellen.
Semipermeabiliteit betekent dat ionen uit de cel kunnen ‘ontsnappen’ volgend het concentratiegradiënt.
Hierdoor ontstaat er een elektrostatische gradiënt die de cellen weer de andere kant op aantrekt. Het
evenwicht hiertussen is gelijk aan de rustpotentiaal.
De celmebraan is relatief impermeabel voor Na+ en Ca+; door actief transport van deze ionen, ontstaat er een
ongelijke verdeling over het membraan. K+ daarentegen gaat wel gemakkelijk over het membraan van
2
,FA-BA 203 - Neurologie
neuronen. Deze selectieve permeabiliteit draagt bij aan een ongelijke verdeling van ionen over het
membraan, deze individuele evenwichtspotentialen, bepalen samen de uiteindelijk rustpotentiaal.
C. Leg in je eigen woorden uit wat het belang is van de Na+/K+-pomp in het in stand houden van de rustpotentiaal.
De Na+/K+-pomp houdt de concentratiegradiënt in stand waardoor de ionen zich naar de andere kant van het
membraan willen verplaatsen door kanalen en het elektrostatische gradiënt zich vormt.
Het actief transport van Na+ en K+ door de Na+/K+-ATPase houdt de ongelijke verdeling over het membraan in
stand en daarmee wordt ook de rustpotentiaal in stand gehouden.
Het actiepotentiaal
Het opwekken van actiepotentialen is essentieel voor signaaloverdracht tussen zenuwcellen.
In dit filmpje wordt uitgelegd hoe een actiepotentiaal gegenereerd wordt en hoe deze beweegt over het axon.
Informatie uit het filmpje: Neuron action potential - physiology
Chemisch signaal: neurotransmitters binden aan receptoren in het synaps waardoor er ionkanalen open of dicht
gaan.
Elektrisch signaal: het openen of sluiten van de ionkanalen beïnvloedt de ion in- en uitstroom waardoor het
potentiaal in het neuron beïnvloedt wordt.
Actiepotentiaal: wanneer het potentiaal in het neuron hoog genoeg is om doorgeleidt te worden en doorgegeven
aan een ander neuron of spier. Dit zorgt voor signaaloverdracht binnen het neuron.
Neurotransmitters zorgen voor signaaloverdracht tussen de neuronen.
Omdat axonen heel lang kunnen zijn, moet het actiepotentiaal zich wel snel kunnen verplaatsen om efficiënt te
zijn.
Ligand-gemedieerd kanaal: gaat open of dicht na binding van een ligand (neurotransmitters).
Excitatory post-synaptic potential (EPSP): wanneer de netto influx in het neuron een positieve lading heeft. Dit
gebeurt bijvoorbeeld wanneer de natrium-, calcium- en kaliumkanalen open gaan waardoor Na+ en Ca2+ de cel in
gaan en K+ de cel verlaat en er een netto positievere lading in de cel ontstaat. Dit zorgt voor depolarisatie (de =
minder, polar = negatief).
Inhibitiory post-synaptic potential (IPSP): wanneer er alleen chloridekanalen open gaan waardoor Cl- de cel in
stroomt en er een netto negatievere lading in de cel ontstaat. Dit zorgt voor repolarisatie (re = meer, polar =
negatief).
Drempelpotentiaal: -55 mV, kan niet met één EPSP maar wel
wanneer er genoeg zijn om die -55 mV te bereiken. In de axon
hillock gaan er dan spanningsafhankelijke natrium-kanalen open
waardoor de natrium instroom in het neuron enorm toeneemt.
Deze natriuminflux zorgt voor het openen van de andere
spanningsafhankelijk natriumkanalen in de axon hillock en over
de gehele axon. Wanneer dit gebeurt “vuurt” het neuron. Het
membraanpotentiaal wordt ongeveer +40 mV, t.o.v. de
omgeving.
Depolarisatie wordt beëindigd wanneer de spannings- afhankelijke
natriumkanalen worden geïnactiveerd, maar dit is
een andere staat dan gesloten. Het natriumkanaal
heeft een inactivation-gate die de natriuminflux
blokkeert kort na depolarisatie, en dit is uniek. De
kanalen sluiten pas bij repolarisatie.
Polarisatie: gebeurt omdat er tussen deze
spanningsafhankelijke natriumkanalen ook
spanningsafhankelijke kaliumkanalen zitten die
langzamer reageren op depolarisatie. Zij gaan pas
open wanneer de spanningsafhankelijke
natriumkanalen in hun inactieve staat zijn, waardoor
ze kalium de cel uit laten stromen. Omdat zij zelf
geen inactieve “tussen” staat hebben blijven ze iets
langer open, hierdoor ontstaat er een moment van
repolarisatie (-10 mV).
Absolute refractory period is wanneer de inactieve
spanningsafhankelijke natriumkanalen niet reageren
op stimulus waardoor de actiepotentialen niet te snel
na elkaar plaatsvinden of de andere kant op bewegen.
Hyperpolarisatie is ongeveer (-75 mV) doordat de kaliumkanalen nog even open blijven en de Na+/K+-pomp 3
Na+ omruilt voor 2 K+ in de cel neemt de lading ineens enorm af, dit gebeurt tijdens de absolute refractory period.
3
, FA-BA 203 - Neurologie
Relative refractory period is wanneer de kaliumkanalen nog steeds open staan maar de Na+- kanalen dicht
zitten waardoor ze kunnen reageren op positieve stimuli. Maar door de hyper-polarisatie is de lading te laag in de
cel waardoor de spanningsafhankelijke natriumkanalen niet worden getriggerd.
Rustpotentiaal: wanneer de spanningsafhankelijke natriumkanalen en de spanningsafhankelijke kaliumkanalen
dicht zitten gaat de cel terug naar zijn rustpotentiaal.
Het actiepotentiaal (natriumionen) diffundeert niet door een myeline maar botst tegen andere natriumionen erin
die uiteindelijk uit de myeline gaan, ze verplaatsen zich allemaal telkens één plekje tot ze weer een knoop van
Ranvier bereiken.
A. Depolarisatie van het celmembraan leidt niet per definitie tot een actiepotentiaal. Wat bepaalt of er een
actiepotentiaal gegenereerd wordt en wat is het belang van spanningsafhankelijke ionkanalen hierbij?
Het ontstaan van een actiepotentiaal is afhankelijk van het snel openen van de spanningsafhankelijke
natriumkanalen. Dit gebeurt alleen als de drempelwaarde van -50 mV bereikt wordt. Deze drempelwaarde
wordt bereikt bij voldoende ESPS’s waardoor de lading van het neuron positief genoeg is om de kanalen te
activeren.
B. Hieronder zie je de verschillende fasen van een actiepotentiaal schematisch weergegeven. Geef voor elke fase
aan wat er gebeurt met de membraanpotentiaal en wat de rol hierbij is van de verschillende ionen, ionkanalen en
ionpompen.
C. Hoe
'beweegt'
een
actiepotentiaal langs het axon en wat is hierbij de rol van spanningsafhankelijke natriumkanalen?
Over het axon zitten spanningsafhankelijke natriumkanalen die open gaan wanneer het actiepotentiaal (de
natriumionen van de vorige natriumkanalen) ze bereiken. Hierdoor wordt de drempelwaarde bereikt en gaan
deze natriumkanalen ook open, er vindt depolarisatie plaats van het membraan waardoor er verder weer
spanningsafhankelijke natriumkanalen open gaan en zich zo voortbewegen over het axon.
D. Sommige zenuwcellen worden omgeven door zogenaamde myelineschedes. Wat is de functie van deze
myelineschedes en welke processen liggen hieraan ten grondslag?
Deze myelineschedes hebben een soort isolerende functie voor het membraan. Op deze plekken bevinden
zich geen ionkanalen. Het naderende actiepotentiaal resulteert daar dus niet in het openen van
spanningsafhankelijke natriumkanalen en influx van Na+. Dit gebeurt alleen in de tussenliggende stukken van
het axon (Nodes of Ranvier). De ionen die naar binnen stromen bij zo’n node of Ranvier verdringen de ionen
ter hoogte van de myeline schede richting de volgende node of Ranvier, waardoor het actiepotentiaal eigenlijk
van Node naar Node ‘springt. Dit versnelt het bewegen van het actiepotentiaal over het axon.
Signaaloverdracht
We gaan nu in meer detail kijken naar de overdracht van signalen tussen neuronen en wat bepaalt of een signaal van
het ene neuron leidt tot een actiepotentiaal in het andere neuron. De signaaloverdracht (ook wel neurotransmissie
genoemd) vindt plaats bij zogenaamde synapsen. Het tot stand komen van een actiepotentiaal na depolarisatie van
het celmembraan is van verschillende factoren afhankelijk. Een belangrijk begrip in relatie tot het wel of niet tot stand
komen van een actiepotentiaal is ‘summatie’. Summatie komt van het Engelse summation, wat ‘optellen’ betekent.
4
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper ernaomerovic. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €8,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 56326 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen