Samenvatting Biologische en Cognitieve Psychologie
De structuur en functies van cellen in het zenuwstelsel
Het zenuwstelsel
Het zenuwstelsel kan verdeeld worden in twee kerngebieden: het centrale zenuwstelsel, wat bestaat
uit de hersenen en het ruggenmerg, en het perifere zenuwstelsel, wat de meeste zenuwen en de
meeste zintuigen.
Neuronen: indeling op functie
De belangrijkste cellen van het zenuwstelsel zijn de neuronen. Neuronen, ook wel zenuwcellen
genoemd, verwerken informatie van het zenuwstelsel en geven deze door. Het menselijk lichaam
bevat 3 typen neuronen: sensorische neuronen, motorische neuronen en inter- of schakelneuronen.
Sensorische neuronen nemen de veranderingen in het externe milieu waar (bijv. lichtsterkte) en
sturen informatie over deze veranderingen door naar het centrale zenuwstelsel en interneuronen.
Motorische neuronen zijn gelegen in het centrale zenuwstelsel en controleren de spieren en klieren
in ons lichaam. Interneuronen bevinden zich tussen de sensorische en de motorische neuronen,
geven impulsen door van de ene soort neuron naar de andere en zijn gelegen in het centrale
zenuwstelsel. Lokale interneuronen verbinden dichtbijgelegen neuronen met elkaar. Relay
interneuronen verbinden neuronen uit verschillende hersengebieden.
Structuur neuronen
- Cellichaam/soma: bevat de celkern (nucleus) en andere onderdelen die de belangrijkste
processen van de cel controleren, zoals DNA.
- Dendrieten: ontvangen actiepotentialen van neuronen via synapsen en geleiden deze naar
het cellichaam en axon toe.
- Axon: geleidt actiepotentialen van het cellichaam af, richting het axon-uiteinde. Informatie
vervoeren vanaf de kern naar de eindknoppen. Een axon kan omgeven zijn door een
beschermende myelineschede
- Eindknopjes: bevinden zich aan de uiteinden van de vertakkingen van de axon. Wanneer het
actiepotentiaal een eindknopje bereikt, scheidt deze een neurotransmitter (chemische stof)
uit die de ontvangende cel kan stimuleren of afremmen.
Neuronen: indeling op vorm
Er wordt onderscheid gemaakt tussen multipolaire neuronen, bipolaire neuronen en unipolaire
neuronen. Multipolaire neuronen bevatten meerdere dendrieten en één axon. Bipolaire neuronen
bevatten één dendriet en één axon. Dit zijn vaak de sensorische neuronen. Unipolaire neuronen
bevatten slechts één axon en geen dendrieten.
De interne structuur van een multipolair neuron
Het celmembraan is een structuur (vetlaag) die om het cellichaam heen zit en het interne milieu van
een cel scheidt van het externe milieu. Het celmembraan bestaat uit een dubbele laag fosfolipiden
,(vetachtige moleculen) waarin zich eiwitmoleculen bevinden die speciale functies hebben zoals het
selectief doorlaten van stoffen van het externe naar het interne milieu en omgekeerd. Het interne
milieu bestaat uit cytoplasma, dat is een celvloeistof, en de organellen (organen v/d cel) die daar in
drijven.
De zes structuren binnen een neuron:
- Celkern: is omgeven door het kernmembraan en bevat het kernlichaampje (nucleolus) en de
chromosomen. Het kernlichaampje is verantwoordelijk voor de productie van ribosomen. Dit
zijn kleine structuren die betrokken zijn bij de eiwitsynthese. De chromosomen bestaan uit
lange strengen desoxyribonucleïnezuur, die de genetische informatie van de persoon
bevatten
- Endoplasmatisch reticulum (ER): een ingewikkeld netwerk van dubbele membranen, er zijn 2
soorten: ruw en glad. Ruw endoplasmatisch reticulum bevat ribosomen. Er bevinden zich ook
ribosomen los in het cytoplasma. Glad endoplasmatisch reticulum bevat kanaaltjes waarin
moleculen gescheiden kunnen worden en houdt zich bezig met het vormen van vetten.
- Het Golgi-systeem: een speciale vorm van het glad endoplasmatisch reticulum. Producten
afkomstig uit het ER worden hier verwerkt, opgeslagen en klaargemaakt voor transport. Het
zorgt voor de productie van grote moleculen uit kleine moleculen en het produceert blaasjes
die stoffen zoals hormonen of neurotransmitters ‘verpakken’.
- Mitochondriën: ovaalvormige structuren die bestaan uit een dubbel membraan. Het doel is
het maken van adenosinetrifosfaat (ATP). In het mitochondrium komt adenosinedifosfaat
(ADP) binnen, wat bestaat uit 1 A (adenine) en 2 P’s (fosfaat). Het mitochondrium koppelt de
ADP aan een losse P, waardoor er adenosinetrifosfaat (ATP) ontstaat. De fosfaatbindingen
zijn erg energierijk. Deze bindingen kunnen door organen in het lichaam afgebroken worden,
waardoor er energie vrijkomt.
- Lysosomen; afvalverwerkers. Lysosomale enzymen in de lysosomen breken afvalstoffen in de
cel af.
- Microtubuli: eiwitbuisjes die samen het cytoskelet van een neuron vormen. Het cytoskelet
zorgt ervoor dat de neuron zijn vorm en structuur behoudt. Ook houden de microtubuli zich
bezig met het vervoer van stoffen van de ene plek in de cel naar de andere.
Eiwitsynthese
Het maken van een eiwit begint in de celkern, waar een kopie wordt gemaakt van een gen, een
stukje DNA. Dit is het messenger RNA (mRNA). Dit kan de celkern wel verlaten, omdat het kleiner is
dan DNA. De ribosomen in het endoplasmatisch reticulum lezen het mRNA af. Het mRNA bevat een
code en ribosomen kunnen aan de hand van deze code een eiwit vormen. Het gevormde eiwit wordt
,in blaasjes verpakt door het endoplasmatisch reticulum en wordt verstuurd naar het Golgi-systeem.
Het blaasje waar het eiwit in zit, versmelt met het membraan van het Golgi-systeem, waarna in het
Golgi-systeem de eiwitten hun uiteindelijke vorm krijgen. Dit kan op 2 manieren; (1) eiwitten worden
ontwikkeld tot lysosomen. Een lysosoom is een blaasje met daarin een enzym (eiwit). Lysosomen
blijven in de cel of (2) eiwitten worden via het celmembraan naar buiten gestuurd (secretie). Hier
wordt gebruik gemaakt van exocytose, waarbij het blaasje rondom het eiwit versmelt met het
binnenste gedeelte van het buitenste celmembraan waarna het blaasje openbarst en het eiwit
afgeeft aan het externe milieu.
Sommige eiwitten werken als enzymen: ze katalyseren (versnellen) stofwisselingsreacties zonder
daarbij zelf te worden verbruikt. Enzymatische reacties zijn vaak evenwichtsreacties. Belangrijke
kenmerken van enzymen zijn: (1) een enzym heeft geen invloed op de ligging van het evenwicht, wel
op de snelheid waarmee het evenwicht zich instelt (2) enzymen zijn reactiespecifiek: elk enzym kan
slechts één evenwichtsreactie beïnvloeden.
ncRNA is een niet-coderende DNA, wat niet voor eiwitten codeert, maar een rol in belangrijke
functies speelt, zoals het splitsen van mRNA en genexpressie.
Axonaal transport is een actief proces waarbij stoffen door microtubuli worden gestuurd, die net zo
lang zijn als het axon. Wanneer de stoffen bewegen van het cellichaam naar de eindknopjes wordt dit
anterograde axonaal transport genoemd. Het eiwit kinesine speelt hier een rol. wanneer de stoffen
bewegen van de eindknopjes naar het cellichaam wordt dit retrogade axonaal transport genoemd.
Dit proces wordt volbracht door het eiwit dyneïne en verloopt twee keer zo langzaam als
anterograde axonaal transport.
Hulpcellen
Naast neuronen zijn er ook hulpcellen die taken als afvalverwerking, voeding en steun op zich
nemen.
Gliacellen
Gliacellen zijn de belangrijkste hulpcellen van het CNS en zorgen voor stevigheid, de bescherming en
voeding van neuronen, en voor de handhaving van de homeostase van de weefselvloeistof rondom
de neuronen. Ook vormen ze een afscheiding tussen neuronen en verwijderen ze overblijfselen van
neuronen die zijn afgestorven. Verschillende gliacellen: astrocyten, oligodendrocyten en microglia.
Astrocyten: stervormige cellen die de neuronen op hun plaats houden. Ze zorgen voor het
opruimen van afvalstoffen in het zenuwstelsel door fagocytose. En produceren chemische stoffen die
neuronen nodig hebben om hun functie te vervullen, het reguleren van de vloeistof rondom de
, neuronen en het reguleren van de voeding van deze neuronen.
Oligondendrocyten: bieden steun aan axonen. Ze produceren myeline, waaruit de myelineschede
rond de axon bestaat. Dit is een soort buis die rond een axon ligt. Op een aantal punten is een
insnoering te zien, knopen van Ranvier. Hier kan een nieuw actiepotentiaal ontstaan (in tegenstelling
tot de gemyelineerde delen). Dit is actieve impulsgeleiding. Myeline zorgt voor passieve
impulsgeleiding. Hierdoor wordt het actiepotentiaal sprongsgewijs doorgegeven en verloopt de
impulsgeleiding sneller dan zonder de myeline.
Microglia: kleinste vorm van gliacellen en fungeren als fagocyten. Fagocyten zijn witte bloedcellen
die schadelijke vreemde deeltjes, bacteriën en dode of stervende cellen opruimen.Ook zorgen ze
voor het afweersysteem van de hersenen.
Schwanncellen
Zij voeren dezelfde taken uit als de oligondendrocyten, maar dan in het PNS. Bij de ontwikkeling van
oligondendrocyten ontstaan er meerdere peddelvormige structuren die zich om verschillende
axonen wikkelen. Bij de ontwikkeling van een Schwanncel ontstaat er alleen myeline voor één axon
en wikkelt de gehele Schwanncel zich daar omheen. Wanneer er schade optreedt aan een zenuw,
zorgen Schwanncellen ervoor dat de dode cellen verteerd worden en dat er nieuwe cellen kunnen
aangroeien (niet mogelijk in de hersenen). Dit doen oligondendrocyten niet, waardoor nieuwe cellen
daar niet door de laag dood materiaal heen kunnen. Ook verschillen de cellen in hun chemische
samenstelling.
De bloed-breinbarrière
Overal in het lichaam bevatten de bloedvaten spleetjes waar stoffen doorheen kunnen, behalve in de
hersenen. Daardoor is het niet mogelijk dat vrije stofjes vanuit de bloedbaan de hersenen bereiken.
De bloed-hersenbarrière kan worden gezien als een poortwachter, die selectief de noodzakelijke
stoffen doorlaat en schadelijke stoffen niet. De poort van de stofjes in het bloed naar neuronen
wordt gevormd door astrocyten. Astrocyten klemmen zich om een bloedvat heen waarna zij stoffen
opnemen uit het bloed en doorgeven aan de hersenen. Ze leggen ook een kleine voorraad glycogeen
aan, dat omgezet kan worden in glucose. De bloed-breinbarrière is zeer selectief doorlaatbaar om zo
potentieel schadelijke stoffen buiten de hersenen te houden. De permeabiliteit van de barrière
verschilt per locatie. De area postrema is het enige gebied waar stoffen wel de hersenen
binnengaan. Hier wordt gedetecteerd of er zich gif in de bloedbaan bevindt en indien nodig kan er
een braakreflex worden opgewekt.
Communicatie binnen een neuron
Een terugtrekkingsreflex: wanneer je bijvoorbeeld een heet voorwerp aanraakt, detecteren de
dendrieten van een sensorisch neuron een pijnlijke stimulus. Er wordt door het axon een signaal
doorgegeven, dat een interneuron in het centrale zenuwstelsel bereikt. Deze wordt geëxciteerd en
stuurt het signaal door naar een motorisch neuron, waar het signaal wordt doorgegeven aan de
