Vander’s Human Physiology The Mechanisms of Body Function
Hoofdstuk 6 Neuronale Signalering en de Structuur Zenuwstelsel
Sectie A Het Neuronale Weefsel
Het zenuwstelsel bestaat uit twee delen: het centrale zenuwstelsel (de hersenen en het
ruggenmerg) en het perifere zenuwstelsel (alle zenuwen die buiten het centrale zenuwstelsel
liggen). Een basisdeel van het zenuwstelsel is de individuele zenuwcel, de neuron.
Neuronen genereren elektrische signalen die van een de ene cel naar de andere cel kan
bewegen. Door die elektrische signalen komen er in de meeste neuronen chemische
messengers vrij – neurotransmitters – die communiceren met andere cellen.
6.1 Structuur en onderhoud van neuronen
Een neuron kan verdeeld worden in drie delen: de soma (cellichaam), de dendrieten
(uitlopers) en een axon. In het perifere zenuwstelsel ontvangen de dendrieten sensorische
informatie en geven ze dit door aan de delen van sensorische neuronen waar deze worden
verwerkt. In het centrale zenuwstelsel verhogen ze de capaciteit van een cel om signalen te
ontvangen van andere neuronen. De axon, ook weleens zenuwweefsel genoemd, is een
lang uitloper en zorgen ervoor dat uitgaande signalen naar hun target cellen worden
gebracht. Het deel van de axon dat ontstaat uit de soma is bekend als het initiële segment.
Dit is het gebied waar, in de meeste neuronen, waar de actiepotentiaal wordt gegenereerd.
Een axon kan ook meerdere vertakkingen hebben. Elke vertakking eindigt in een axon
terminal, die verantwoordelijk is voor het vrijgeven van neurotransmitters van de axon.
Rondom de axonen van een neuron zijn meestal myelinescheden gewikkeld. Myeline
worden in het centrale zenuwstelsel gevormd door oligodendrocyten en in het perifere
zenuwstelsel gevormd door de zogenaamde Schwann cellen. Er zijn regelmatige
onderbrekingen in de myelineschede rond een axon, deze worden de knopen van Ranvier
genoemd. De myelineschedes zorgen voor een versnelling voor elektrische signalen door
een neuron en conserveren energie.
6.2 Functionele klassen van neuronen
Neuronen kunnen verdeeld worden in drie functionele klassen: afferente neuronen, efferente
neuronen en interneuronen. Afferente neuronen worden ook wel sensorische neuronen
genoemd. Deze neuronen brengen informatie van receptoren van hun perifere einde naar
het centrale zenuwstelsel. Een soma splitst zich in een lange perifere uitloper (axon) dat in
het perifere zenuwstelsel is en een korte centrale uitloper (axon) dat het centrale
zenuwstelsel binnenkomt. Efferente neuronen worden ook wel motorneuronen genoemd, en
brengen informatie weg van het centrale zenuwstelsel naar de effector cellen. Efferente
neuronen hebben meerdere dendrieten, een klein deel van de axon in het centrale
zenuwstelsel en een groot deel in het perifere zenuwstelsel. Interneuronen verbinden
neuronen onderling in het centrale zenuwstelsel. Interneuronen integreren groepen van
afferente en efferente neuronen naar reflex circuits. Ze functioneren als integrators en
signaalveranderaars. Ook zijn meer dan 99% van alle neuronen in het lichaam
interneuronen.
Groepen van axonen van efferente en afferente neuronen, samen met bindweefsel en
bloedvaten vormen de zenuwen van het perifere zenuwstelsel. Een zenuwvezel is een term
dat gebruikt wordt om te verwijzen naar een enkele axon, terwijl een zenuw een bundel van
axonen zijn die zijn gebonden door het bindweefsel.
Een synaps is de contactplaats tussen twee neuronen, waar impulsoverdracht plaatsvindt
(elektrische of chemische activiteit). In de meeste synapsen vindt impulsoverdracht plaats
, door neurotransmitters. De meeste synapsen liggen tussen een axon terminal van een
neuron en een dendriet of soma van een tweede neuron. Soms zijn er ook synapsen tussen
twee dendrieten, een dendriet en soma of twee axon terminalen. Een neuron dat een impuls
naar de synaps stuurt heet een presynaptische neuron, en een neuron die die impuls
wegbrengt van de synaps heet een post synaptische neuron.
Een impuls zorgt ervoor dat er een neurotransmitter uit de synaps komt en vervolgens in de
spleet terecht komen door exocytose. Vervolgens gaan neurotransmitters door diffusie naar
het post synaptische membraan en bindt daar aan aanwezige receptoren. Als reactie hierop
worden de kanalen meer permeabel voor Na+.
6.3 Gliacellen
Het lichaam bestaat voor ongeveer 90% uit gliacellen, ook wel hulp/lijmcellen genoemd.
Gliacellen omringen de soma, de axon, en dendrieten van neuronen geven hun fysische en
metabolische steun. Er zijn verschillende typen gliacellen in het lichaam.
Oligodendrocyten: produceren myeline in het centrale zenuwstelsel
Astrocyten: verwijderen K+ en neurotransmitters rond synapsen en stimuleren de
vorming van tight junctions tussen de endothele cellen (bloed-hersenbarrière)
Microcyten: macrofaal-achtige cellen die zogen voor de immuunrespons in het
centrale zenuwstelsel
Ependymcellen: zorgen voor vloeistoftransport in het centrale zenuwstelsel
Schwann cellen, de gliacellen van het perifere zenuwstelsel, produceren de myelinescheden
van axonen van perifere neuronen.
6.4 Neuronale groei en vorming
Neuronen ontstaan uit stamcellen, migreren naar hun eindlocaties, en zenden signalen uit
naar hun target cellen.
Celdeling vormen nieuwe neuronen en de plasticiteit om opnieuw te delen na een letsel
neemt aanmerkelijk af tussen de periode van de geboorte en volwassenheid.
Na degeneratie van een doorgesneden axon, kunnen de beschadigde perifere neuronen de
axon opnieuw laten aangroeien aan hun doelorgaan. Functionele regeneratie van
doorgesneden axon in het centrale zenuwstelsel gebeurt meestal niet.
Sectie B Membraanpotentialen
6.5 Basisprincipes van elektriciteit
De beweging van elektrische lading heet current. Het elektrische potentiaal tussen deze
ladingen maken het mogelijk dat deze bewegen. Als de ladingen tegenovergesteld zijn,
brengt de current deze bij elkaar. Als de ladingen hetzelfde zijn, zal de current deze juist
verder uit elkaar brengen.
Het effect van de lading V en de weerstand R op de current I wordt beschreven in de wet van
V
Ohm: I = . Materialen met een hoge elektrische weerstand verminderen de stroom
R
(stroom als in vloeien) van current en heten insulators. Materialen met een lage elektrische
weerstand verhogen juist de stroom van current en heten conductors. Water dat veel
opgeloste ionen bevatten zijn goede conductors van elektriciteit, omdat de ionen de current
kunnen dragen.
Hoofdstuk 6 Neuronale Signalering en de Structuur Zenuwstelsel
Sectie A Het Neuronale Weefsel
Het zenuwstelsel bestaat uit twee delen: het centrale zenuwstelsel (de hersenen en het
ruggenmerg) en het perifere zenuwstelsel (alle zenuwen die buiten het centrale zenuwstelsel
liggen). Een basisdeel van het zenuwstelsel is de individuele zenuwcel, de neuron.
Neuronen genereren elektrische signalen die van een de ene cel naar de andere cel kan
bewegen. Door die elektrische signalen komen er in de meeste neuronen chemische
messengers vrij – neurotransmitters – die communiceren met andere cellen.
6.1 Structuur en onderhoud van neuronen
Een neuron kan verdeeld worden in drie delen: de soma (cellichaam), de dendrieten
(uitlopers) en een axon. In het perifere zenuwstelsel ontvangen de dendrieten sensorische
informatie en geven ze dit door aan de delen van sensorische neuronen waar deze worden
verwerkt. In het centrale zenuwstelsel verhogen ze de capaciteit van een cel om signalen te
ontvangen van andere neuronen. De axon, ook weleens zenuwweefsel genoemd, is een
lang uitloper en zorgen ervoor dat uitgaande signalen naar hun target cellen worden
gebracht. Het deel van de axon dat ontstaat uit de soma is bekend als het initiële segment.
Dit is het gebied waar, in de meeste neuronen, waar de actiepotentiaal wordt gegenereerd.
Een axon kan ook meerdere vertakkingen hebben. Elke vertakking eindigt in een axon
terminal, die verantwoordelijk is voor het vrijgeven van neurotransmitters van de axon.
Rondom de axonen van een neuron zijn meestal myelinescheden gewikkeld. Myeline
worden in het centrale zenuwstelsel gevormd door oligodendrocyten en in het perifere
zenuwstelsel gevormd door de zogenaamde Schwann cellen. Er zijn regelmatige
onderbrekingen in de myelineschede rond een axon, deze worden de knopen van Ranvier
genoemd. De myelineschedes zorgen voor een versnelling voor elektrische signalen door
een neuron en conserveren energie.
6.2 Functionele klassen van neuronen
Neuronen kunnen verdeeld worden in drie functionele klassen: afferente neuronen, efferente
neuronen en interneuronen. Afferente neuronen worden ook wel sensorische neuronen
genoemd. Deze neuronen brengen informatie van receptoren van hun perifere einde naar
het centrale zenuwstelsel. Een soma splitst zich in een lange perifere uitloper (axon) dat in
het perifere zenuwstelsel is en een korte centrale uitloper (axon) dat het centrale
zenuwstelsel binnenkomt. Efferente neuronen worden ook wel motorneuronen genoemd, en
brengen informatie weg van het centrale zenuwstelsel naar de effector cellen. Efferente
neuronen hebben meerdere dendrieten, een klein deel van de axon in het centrale
zenuwstelsel en een groot deel in het perifere zenuwstelsel. Interneuronen verbinden
neuronen onderling in het centrale zenuwstelsel. Interneuronen integreren groepen van
afferente en efferente neuronen naar reflex circuits. Ze functioneren als integrators en
signaalveranderaars. Ook zijn meer dan 99% van alle neuronen in het lichaam
interneuronen.
Groepen van axonen van efferente en afferente neuronen, samen met bindweefsel en
bloedvaten vormen de zenuwen van het perifere zenuwstelsel. Een zenuwvezel is een term
dat gebruikt wordt om te verwijzen naar een enkele axon, terwijl een zenuw een bundel van
axonen zijn die zijn gebonden door het bindweefsel.
Een synaps is de contactplaats tussen twee neuronen, waar impulsoverdracht plaatsvindt
(elektrische of chemische activiteit). In de meeste synapsen vindt impulsoverdracht plaats
, door neurotransmitters. De meeste synapsen liggen tussen een axon terminal van een
neuron en een dendriet of soma van een tweede neuron. Soms zijn er ook synapsen tussen
twee dendrieten, een dendriet en soma of twee axon terminalen. Een neuron dat een impuls
naar de synaps stuurt heet een presynaptische neuron, en een neuron die die impuls
wegbrengt van de synaps heet een post synaptische neuron.
Een impuls zorgt ervoor dat er een neurotransmitter uit de synaps komt en vervolgens in de
spleet terecht komen door exocytose. Vervolgens gaan neurotransmitters door diffusie naar
het post synaptische membraan en bindt daar aan aanwezige receptoren. Als reactie hierop
worden de kanalen meer permeabel voor Na+.
6.3 Gliacellen
Het lichaam bestaat voor ongeveer 90% uit gliacellen, ook wel hulp/lijmcellen genoemd.
Gliacellen omringen de soma, de axon, en dendrieten van neuronen geven hun fysische en
metabolische steun. Er zijn verschillende typen gliacellen in het lichaam.
Oligodendrocyten: produceren myeline in het centrale zenuwstelsel
Astrocyten: verwijderen K+ en neurotransmitters rond synapsen en stimuleren de
vorming van tight junctions tussen de endothele cellen (bloed-hersenbarrière)
Microcyten: macrofaal-achtige cellen die zogen voor de immuunrespons in het
centrale zenuwstelsel
Ependymcellen: zorgen voor vloeistoftransport in het centrale zenuwstelsel
Schwann cellen, de gliacellen van het perifere zenuwstelsel, produceren de myelinescheden
van axonen van perifere neuronen.
6.4 Neuronale groei en vorming
Neuronen ontstaan uit stamcellen, migreren naar hun eindlocaties, en zenden signalen uit
naar hun target cellen.
Celdeling vormen nieuwe neuronen en de plasticiteit om opnieuw te delen na een letsel
neemt aanmerkelijk af tussen de periode van de geboorte en volwassenheid.
Na degeneratie van een doorgesneden axon, kunnen de beschadigde perifere neuronen de
axon opnieuw laten aangroeien aan hun doelorgaan. Functionele regeneratie van
doorgesneden axon in het centrale zenuwstelsel gebeurt meestal niet.
Sectie B Membraanpotentialen
6.5 Basisprincipes van elektriciteit
De beweging van elektrische lading heet current. Het elektrische potentiaal tussen deze
ladingen maken het mogelijk dat deze bewegen. Als de ladingen tegenovergesteld zijn,
brengt de current deze bij elkaar. Als de ladingen hetzelfde zijn, zal de current deze juist
verder uit elkaar brengen.
Het effect van de lading V en de weerstand R op de current I wordt beschreven in de wet van
V
Ohm: I = . Materialen met een hoge elektrische weerstand verminderen de stroom
R
(stroom als in vloeien) van current en heten insulators. Materialen met een lage elektrische
weerstand verhogen juist de stroom van current en heten conductors. Water dat veel
opgeloste ionen bevatten zijn goede conductors van elektriciteit, omdat de ionen de current
kunnen dragen.
