Deze hoorcollege aantekeningen bevatten alle stof die gekend behoord te worden voor het tentamen. Ook vormen deze aantekeningen een mooie samenvatting van het boek dat gekoppeld is aan dit vak.
29/10/2020 HC 01: Structure and function of nerve cells
Als je kijkt naar welke elementen we hebben in het brein:
- Zuurstof > het meeste vooral samen als water 65%
- Carbon
- Hydrogen
- Nitrogen
- Calcium
- Phosphor
- Potassium
- Sulfur
- Sodium
- Chloride
- Magnesium
Ze beginnen iets te betekenen wanneer ze bonden gaan vormen en moleculen worden:
- Ionic bond (elektrostatische aantrekkingskracht (sodium is + en is aangetrokken tot
chloor - geladen)
- Covalente binding > delen van elektronen > H2O, zuurstofatomen gebonden aan
hydrogen atomen. Zuurstof heeft een kern met daaromheen de elektronen > inner
shell van maximaal 2 elektronen en de buitenste schil kan er max 8 hebben en
atomen willen hun schil gevuld hebben > zuurstof mist 2 elektronen in zijn buitenste
schil en wil daarom binden met 2 hydrogen atomen aangezien die er 1 in hun schil
hebben en er 1 bij willen om de schil vol te krijgen (binneste schil wil maximaal 2
elektronen). Soms geeft hydrogen zijn elektron aan zuurstof en vica versa en in deze
situatie completen ze beide hun buitenste schillen op deze manier. Soms zijn er 8
elektronen in het zuurstofatoom en in andere tijden heeft hydrogen 2 circulerende
elektronen.
Zuurstof heeft een sterke postiieve kern met 8 protonen, daarom blijven de negatieve
elektronen dichterbij de kern van het zuurstofatoom en door de tijd heen, zal
zuurstofatoom negatiever geladen zijn in tegenstelling tot bij de hydrogen atomen
aangezien die een zwakkere posititeve kern hebben, dus deze zijn iets positiever
geladen.
Glucose wordt ook gevormd door covalente bindingen. Amino acids worden ook verbonden
door covalente bindingen en ze hebben een carboxylgroep -COOH deel (zuur) de amine
part is -NH2. Er zijn verschillende aminozuren en dit hangt van de carbo side chain af. Deze
aminozuren zijn heel belangrijk aangezien ze de building blocks zijn voor eiwitten. Eiwitten
zijn een streng aan elkaar gebonden aminozuren. Peptides zijn korte varianten van
eiwitketens. Lipiden zijn de vetten die gemaakt worden via covalente bindingen tussen
koolstofatomen.
Fosfolipiden bestaan uit een head met 2 staarten. De staarten zijn strings of carbon en zijn
vettig. Het hoofd kent een fosfaatelement aan carbon chains. Fosfaat heeft veel protons en
trekt veel elektronen aan en heeft een netto negatieve charge en wil graag binden aan water
vanwege water zijn positieve lading en zijn dus hydrofiel. De staart is dus hydrofoob en
hebben geen netto lading. Wanneer fosfolipiden in water terechtkomen vormen ze een micel
bestaande uit een dubbele laag van fosfolipiden en zo ziet het celmembraan er ook uit. De
koppen van de fosfolipiden steken naar buiten met de staarten naar binnen.
,Een nerve cell bestaat uit een soma (cell body) met dendrieten die signalen ontvangen als
een antenne. De soma integreert deze signalen en deze kunnen excitatie/inhibitie
veroorzaken. Een actiepotentiaal ontstaat wanneer excitatie > inhibitie. Deze zal vervoerd
worden via het axon, de sender. Een neuron heeft meerdere dendrieten en maar één axon.
Deze kan vertakken naar verschillende neuronen. Het axon wordt omgeven door
myelineschede om de snelheid van transmissie te verhogen. Er zijn ongeveer 100 biljoen
neuronen in het brein.
De cell soma kent de globale structuur waar we een nucleus zien met kleine porieën en
deze zijn voor transport van mRNA. Inside de nucleus zitten de chromosomen met het DNA.
Endoplasmatisch reticulum vormt de ruimte waar mRNA gelezen wordt om eiwitten te gaan
produceren. Wanneer eiwitten geproduceerd zijn, moeten ze verpakt worden en dit gebeurt
in het Golgi apparaat (neurotransmitters in vesicles). Mitochondriën zijn de
energiefabriekjes die ATP genereren voor de cel. Lysososomen zijn voor de afvalverwerking
in de cel. Microtubuli is de weg waarlangs neurotransmitters getransporteerd kunnen worden
through the axon tot aan de terminal buttons van het axon.
Cell nucleus met de chromosomen met de genen en dit moet afgelezen worden om nieuwe
eiwitten aan te maken. DNA bestaat uit de genen. Kopieën van deze genen worden gemaakt
in de vorm van mRNA. mRNA kan naar buiten lekken via de porieën en komen in contact
met ribosomen en deze zal een eiwit synthetiseren. Het proces waarbij kopieën van het gen
gemaakt worden, noemen we transcriptie. Vervolgens wordt het uitgelezen door ribosomen
om eiwitten te maken > translatie.
Kinesin is een eiwit die kleine voeten en hoofden hebben, met het hoofd kunnen ze vesicles
opnemen en lopen via de voeten along de microtubuli along the axons richting de terminal
buttons. Deze kinesins zijn voor anterograde transport, dus van cell body naar terminal
buttons. Dynein doen aan retrograde transport en gaan de andere kant op en picken up
chemicals die niet meer nodig zijn.
Gliacellen zijn de supportive cellen > ze kennen veel meer functies naast de supportive
functies en we kennen verschillende typen:
- Microglia = immunologische verdedeging en het verwijderen van dode cellen
- Macroglia:
a. Oligodendrocyten = myeline schede aanmaken in het CNS rond de axonen.
In het perifere zenuwstelsel doen de cellen van Schwann dit. Ze kennen
extensions waarmee ze om de axonen heen winden en kunnen bij
verschillende axonen hen omwinden qua myeline schede. Cellen van
Schwann wrappen around één axon en kan dus maar één axon omwinden in
tegenstelling tot de oligodendrocyten.
b. Astrocyten = verschillende functies > support via structuur en solidity en ze
isoleren synaptic clefts dat de connecties vormen tussen neuronen. Ook
kunnen ze nutriënten geven aan de neuronen en dit is belangrijk met het oog
op de BBB waarbij niet zomaar nutriënten langs deze barrière kunnen.
Endotheliale cellen zijn niet helemaal goed verbonden en er zijn gaten en
door deze gaten kunnen substances in weefsels terechtkomen, alleen in het
brein zijn er geen gaten en dit heeft een beschermende functie, zodat toxinen
niet zomaar in het brein terechtkomen. Neuronen hebben echter wel
nutriënten en zuurstof nodig uit het bloed en daarvoor hebben we astrocyten
> place themselves tegen de bloedvaten en nutriënten extracten en deze
, vervolgens geven aan de neuronen. Het zal glucose eerst converteren naar
lactaat en dan aan neuronen geven. Astrocyten kennen ook een voorraad
aan glucose in de vorm van glycogeen en dit is belangrijk in het geval van
neuronen die heel hard gaan vuren > extra energy supply die ze kunnen
geven.
Neuronen kunnen bioelektriciteit veroorzaken. De eerste studies zijn gedaan via squids. In
het geval van gevaar, moet er een sterke elektrische signaal gestuurd worden, zodat hij zijn
staart terugtrekt. Een axon van de squid wordt geplaatst in zeewater en wanneer je er
elektroden in steekt en een volt meter toevoegd en dan blijkt de binnenkant negatief geladen
zijn, dit is op ongeveer -90 mV en het axon heeft dus een charge. In later studies is ontdekt
dat dit -65 MV in mensen en een neuron is een soort batterij. Het is voldoende om signalen
door te geven naar andere cellen.
Membraan potentiaal wordt veroorzaakt door een balans tussen twee krachten:
1. Diffusie > random motion, particles will move van regionen met een hoge
concentratie naar delen met een lage concentratie.
2. Electrostatics > positief geladen particles stoten elkaar af net als negatieven, maar
opposites trekken elkaar aan.
Het celmembraan kent porieën die een kanaal vormen die open of dicht zijn en er is één
kanaal voor elk ion. Tijdens rust zijn ze iets permeabel en dit is belangrijk voor het
rustpotentiaal. In rust zien we dat in de cel proteïnen zitten die voor een negatieve lading
zorgen en volgens de law of diffusion willen ze naar buiten, alleen is dit niet mogelijk omdat
ze te groot zijn. Er zijn ook veel kalium ionen aan de binnenkant maar die kunnen de
negatieve lading niet overrulen en volgens de rol van diffusie willen deze naar buiten, maar
de elektrostatische druk zorgt dat ze binnen blijven. Het membraan is wel leaky voor kalium
en ze lekken wel naar buiten en de binnenkant wordt steeds negatiever en daarom is het
moeilijker voor ionen om te leaven. De elektrostatische druk is op een gegeven moment te
hoog en kalium kan niet meer naar buiten en dit zorgt voor de rustpotentiaal.
De buitenkant bestaat uit natrium en chloor die naar binnen willen volgens het proces van
diffusie. Chloor is retained door de elektrostatische druk, want de binnenkant van de cel is
negatief geladen. Voor sodium wordt deze aangetrokken op basis van elektrostatische
krachten + diffusie en does leak in, maar wordt weer naar buiten getransporteerd via de
Na/K pomp.
De Na/K pomp zorgt voor 3 natrium ionen naar buiten pompen en vervolgens 2 kalium ionen
naar binnen > hogere concentratie aan natrium buiten de cel als gevolg van deze
pompfunctie. Deze hebben energie nodig en functioneren de hele dag door.
Elektrische stimulatie van het axon leidt tot een actiepotentiaal. Met een electrical stimulator
kunnen we een actiepotentiaal genereren. De osciloscope meet de elektrische activiteit. Het
axon genereert een actiepotentiaal wanneer de rustpotentiaal een grens overscheidt van -60
MV. Wanneer je hier niet bovenuit komt, dan onstaat er ook geen actiepotentiaal en gaat hij
weer terug naar zijn rustpotentiaal. De actiepotentiaal schiet door tot ongeveer +35 mV en
dit is een all or none principe > eenmaal de threshold over standaard doorschieten tot + 35
mV en gaat via repolarisatie en hyperpolarisatie terug naar de rustpotentiaal.
Hyperpolarisatie ontstaat als gevolg van het vertraagd sluiten van de kalium kanalen.
Actiepotentiaal mechanisme:
, 1. Rustpotentiaal (vary over time en humans, maar meestal tussen -65/-70 mV) maar
de threshold voor een actiepotentiaal wordt overschreden, dan gaan natrium kanalen
open, omdat ze voltage gated zijn. Natrium stroomt naar binnen en de cell inside
becomes less negative (depolarisatie)
2. Kalium kanalen openen en kalium stroomt de cel uit en will counteract het elektrische
effect van de natrium inflow
3. Natrium kanalen sluiten en natrium kan niet meer naar binnen stromen (refractaire
periode)
4. Kalium keeps flowing out en de cell gaat terug naar een negatieve waarde
(repolarisatie)
5. Kalium kanalen sluiten ook en natrium kanalen return to their normale closed
condition en kunnen weer geopend worden
6. Door de grote outflow van kalium zorgt voor een kortere tijd een negatievere waarde
(charge) en dit noemen we hyperpolarisatie. Extra kalium outside stroomt weg en de
charge gaat weer terug naar zijn rustmembraanpotentiaal
Een actiepotentiaal werkt als een domino effect en zorgt voor deconductie van een
actiepotentiaal. Er is een depolarising stimulus ergens op het axon en dit wordt ook gevoeld
ergens anders op het axon en voltage gated channels openen hier ook (sodium stroomt
naar binnen en zorgt ook voor een actiepotentiaal etc.). De actiepotentiaal verspreidt zich
van links naar rechts en deze type van conductie is traag, want nieuwe actiepotentialen
moeten gemaakt worden en kost veel energie om de natrium en kalium balans weer te
herstellen.
Myeline zorgt voor het versnellen van dit proces, waarbij zonder regeneratie
actiepotetentialen (actiepotentialen kunnen passively doorgegeven worden, zonder nieuwe
actiepotentialen) kunnen travellen en dit is veel sneller maar neemt in sterkte sneller af met
toenemende afstand en kan niet doorgegeven worden aan andere cellen.
Saltatoire conductie > myeline zorgen voor tegengaan van doorgeven van actiepotentiaal,
maar er zijn knopen van Ranvier waar nieuwe actiepotentialen gegenereerd worden >
actiepotentialen nemen af in amplitude terwijl ze via de myeline travellen naar een volgende
knoop van Ranvier en zorgt daar voor voldoende energie om een nieuwe actiepotentiaal te
genereren. Jump wise (saltatoire conductie) wordt de actiepotentiaal nu dus vele malen
sneller doorgegeven zonder telkens opnieuw een actiepotentiaal aan te maken. Het is
sneller en more energie efficiënt.
30/10/2020 HC 02: Neurostransmission
Neuronen kunnen in contact met elkaar komen via de synaps en we hebben het
presynaptisch membraan en het postsynaptisch membraan. Via neurostransmitter wordt het
signaal doorgegeven.
Synaps zijn belangrijk via het aanmaken van neurale netwerken die ze maken via de
connecties. Het ontvangt contacts van andere cellen en deze worden gemaakt via de
synaps. Deze synapsen kunnen op de soma zitten of de receiving antennes (on a dendrite).
Het kan ook signalen zenden via het axon en contact maken met een ander neuron via de
synaps. Een neuron kan zijn actiepotentialen doorgeven aan andere neuronen via synapsen
(sunaptein is Grieks voor bring together).
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 joyceburger71. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €3,99. Je zit daarna nergens aan vast.
