Hoorcollege 1 - Membraanpoten2alen
Het grootste deel van het membraan bestaat voornamelijk uit de fosfolipiden: hydrofiele kop
en hydrofobe staart. Hydrofiele stoffen kunnen dus niet zonder hulp het membraan
passeren. Ionen zijn heel polair/hydrofiel dus kunnen las?g het membraan passeren.
- Het celmembraan scheidt de intracellulaire vloeistof van de extracellulaire vloeistof.
De extracellulaire vloeistof bestaat weer uit het bloedplasma en de inters??ële vloeistof.
Concentra?everschillen/gradiënten zijn heel belangrijk voor de prikkeling van de ionen
stroming.
Membraantransport:
- Door diffusie
- Door kanalen. Al?jd passief
- Door carriers. Kan passief of ac?ef zijn. Bij carriers heb je al?jd een kant die open is,
en een kant die dicht is. Als het molecuul dat er doorheen wilt, zit die eerst even in de
carrier voordat die direct de cel in komt.
Ac?ef transport is al?jd tegen de stroming in, en passief is met de stroming mee. Bij primair
ac?ef bindt ATP waardoor er energie wordt geleverd voor het proces. Bij secundair ac?ef
transport is er geen ATP nodig.
Ion kanalen:
- Lekkanalen
- Chemisch geac?veerde kanalen: een stoNe bindt aan de receptor waardoor het
kanaal opengaat en er neuronen doorheen stromen à nico?ne receptor.
Er kunnen meerdere ionen door deze kanalen maar ze zijn wel selec?ef in welke
ionen erdoorheen mogen.
- Spanning geac?veerd: als het membraan depolariseert kunnen de kanalen opengaan.
Het rustmembraanpoten?aal is het verschil in lading over het celmembraan in de rust, vaak
rond de -70 mV. Deeltjes met een lading zijn verantwoordelijk voor het lading verschil. De
bijdrage van elke ion is aTankelijk van:
- Lading
- Concentra?egradiënt
- Permeabiliteit
Er zijn 2 krachten die bepalen waar het ion heen gaat, dat is het concentra?e verschil en de
lading van de ionen (elektrische kracht).
Evenwichtspoten?aal = membraanpoten?aal waarbij een ion in evenwicht is, dus de
binnenwaartse stroom is gelijk aan de buitenwaartse stroom.
Wat gebeurt er met het evenwichtspoten4aal van Natrium, als de
concentra4e van natrium buiten de cel toeneemt?
A. ENa+ blijY gelijk
B. ENa+ daalt
C. ENa+ s?jgt
,Het evenwichtspoten?aal laat zien:
- De rich?ng waar een ion heen beweegt bij het openen van de kanalen
- Hoe het ion het rustmembraanpoten?aal beïnvloedt
Als er meer lekkanalen zijn, is de permeabiliteit groter en draagt het meer bij aan het
rustmembraanpoten?aal.
De natrium/kalium pomp compenseert de lekstromen en behoudt de gradiënt. Deze pomp
heeY een verwaarloosbaar effect ?jdens een ac?epoten?aal. Misschien wel meer bij het
herstel van het ac?epoten?aal.
Ac3epoten3alen:
TTX (tetrodotoxine) blokkeert de SA-natrium kanalen. Bij een depolarisa?e zorgt de
inac?va?on gate ervoor dat de SA-natrium kanalen inac?ef raakt.
Soms wordt de drempel niet bereikt doordat er meer kalium naar buiten stroomt bij een
depolarisa?e. Je krijgt wel een verdere depolarisa?e als dus meer SA-natriumkanalen openen
en de influx van natrium groter is dan de efflux van kalium.
Refractaire periode = ?jd naar een ac?epoten?aal waarin het onmogelijk/moeilijker is om
een nieuw ac?epoten?aal te genereren.
Geleiding van het ac3epoten3aal:
Een ac?epoten?aal gaat al?jd maar in een rich?ng door de refractaire periode/inac?eve
natrium kanalen. Ac?epoten?alen met myeline gaan sneller. De ac?epoten?alen worden
onderhouden waardoor de amplitude gelijk blijY. Bij variabele poten?alen dooY de
amplitude langzaam af door lekkanalen.
Hoorcollege 2 – De neuronale impulsoverdracht
Het grootste verschil tussen een elektrische en een chemische synapsen is de afstand tussen
de neuronen.
- Elektrische synapsen zit 2 – 4- nm tussen de neuronen (deze kunnen dus snel
makkelijk communiceren)
- Chemische synapsen zit 20 – 30 nm tussen de neuronen
Elektrische synapsen: (gap junc3ons)
Het is niet helemaal een lekkanaal, ze staan dus niet al?jd open en dat kan door bijv. de lage
pH of een hoge calcium concentra?e. De elektrische synapsen verbinden het cytoplasma van
naastgelegen cellen. De ‘lekkanalen’ kunnen openen en sluiten door specifieke s?muli.
Als de depolarisa?e wordt doorgegeven via de cellen, zal de mate van depolarisa?e afnemen.
Bidirec3onele signalen: de depolarisa?e hoeY niet per se een drempel te bereiken voordat
er bijv. kanalen openen die veel gaan doen. De depolarisa?e kan gewoon van de ene cel naar
de andere cel. Er is geen ac?epoten?aal nodig. à de depolarista?e kan beide kanten op.
,Elektrische synapsen kun je niet
modeleren, chemische synapsen kun je
wel modeleren.
Chemische synapsen:
Motor eindplaatpoten?alen: een
spiervezel wordt geëxciteerd door één
motorneuron. Maar een motorneuron
kan wel meerdere spiervezels exciteren.
Motorunit à een motorneuron samen
met de spiervezels die hij
exciteert/aanstuurt.
Eindplaat: groot synaps tussen motorneuronen en spiervezels. Er zigenveel
nico?nereceptoren op de eindplaat. Deze gaan open als acetylcholine bindt aan de
nico?nereceptoren. Er stroomt dan natrium EN kalium doorheen.
De rustmembraanpoten?aal (-70mV) ligt dichtbij kalium. Dat heeY te maken met dat er in de
rust de permeabiliteit voor kalium hoger is. De elektrische kracht van natrium is 130 en voor
kalium maar 20. Dus de drijvende kracht voor natrium is veel groter wat bepaalt hoe snel de
ionen gaan stromen.
Een depolarisa?e krijg je dan dus doordat er meer natrium naar binnen stroom door de
grotere drijvende kracht.
Presynap?sche ac?epoten?aal
1. SpanningsaTankelijke calciumkanalen gaan open à calcium influx
> De langzaamste stap (hoofdoorzaak van laten?e). Het openen van de
calciumkanalen duurt heel lang.
2. Calcium geïnduceerde exocytose
3. Binden van acetylcholine aan de nico?nereceptoren
4. Nico?nereceptoren openen:
àNatrium influx en kalium efflux
àDepolarisa?e
5. SpanningsaTankelijke kanalen openen à postsynap?sch ac?epoten?aal
Eindplaatpoten3aal:
- Bij het eindplaatpoten?aal, zorgt het openen van de nico?nereceptoren voor het
openen van de spanningsaTankelijke kanalen à hierdoor ontstaat dan bij het
eindplaatpoten?aal een ac?epoten?aal.
- In een gezonde situa?e, zorgt een eindplaatpoten?aal al?jd voor genoeg
depolarisa?e om de spanningsaTankelijke kanalen te openen. Waardoor er dus een
ac?epoten?aal ontstaat.
- Het eindplaatpoten?aal eindigt doordat de neurotransmiger (acetylcholine) weggaat.
Dit kan door 2 manieren:
§ Diffusie van acetylcholine uit de synapsspleet (minor)
§ Acetylcholine wordt in stukjes geknipt door cholinesterase (major)
, Als acetylcholine niet weggaat, blijY de spiervezel gedepolariseerd, wat
leidt tot het inac?veren van de spanningsaTankelijke natriumkanalen, en
kan het leiden tot spierverlamming. De spanningsaTankelijke
natriumkanalen kunnen pas weer openen als ze een repolarisa?e hebben
gehad.
Een ac?epoten?aal arriveert in het eind van een
motorneuron, welke kanalen openen er vervolgens
als eerst?
A. Chemisch a=ankelijke Na+-K+ kanalen
B. Spanningsa=ankelijke Ca2+ kanalen
C. Spanningsa=ankelijke K+ kanalen
D. Spanningsa=ankelijke Na+ kanalen
Centrale synapsen:
- De meeste centrale synapsen bevinden zich op dendrieten
- Eén neuron kan in verbinding staan met wel 50.000 synapsen
Centrale synapsen kunnen exciterend (EPSP) zijn of inhiberend (IPSP) zijn.
Een EPSP is een lokale depolarisa?e van het post synap?sche membraan. Een IPSP is een
lokale hyperpolarisa?e op een post synap?sch membraan.
Een post synap?sch ac?epoten?aal ontstaat waar het soma overgaat in het axon à de
axonheuvel.
EPSP’s zigen vaak op distale dendrieten, IPSP’s zigen vooral op het soma.
Summa3e: het combineren van synap?sche input
- Temporale summa?e = meerdere s?muli (exciterende pre synap?sche poten?alen) op
verschillende ?jdsmomenten uit één neuron.
- Spa?ele summa?e = meerdere s?muli door verschillende neuronen
à dichter bij de axonheuvel = minder uitdoving
Twee type receptoren
- Ionotroop = simpel, snel EPSP.
- Metabotroop = traag EPSP. Verschillende eiwigen ac?veren elkaar waardoor je
uiteindelijk hetzelfde effect hebt. Je krijgt een langdurige depolarisa?e
Het grootste deel van het membraan bestaat voornamelijk uit de fosfolipiden: hydrofiele kop
en hydrofobe staart. Hydrofiele stoffen kunnen dus niet zonder hulp het membraan
passeren. Ionen zijn heel polair/hydrofiel dus kunnen las?g het membraan passeren.
- Het celmembraan scheidt de intracellulaire vloeistof van de extracellulaire vloeistof.
De extracellulaire vloeistof bestaat weer uit het bloedplasma en de inters??ële vloeistof.
Concentra?everschillen/gradiënten zijn heel belangrijk voor de prikkeling van de ionen
stroming.
Membraantransport:
- Door diffusie
- Door kanalen. Al?jd passief
- Door carriers. Kan passief of ac?ef zijn. Bij carriers heb je al?jd een kant die open is,
en een kant die dicht is. Als het molecuul dat er doorheen wilt, zit die eerst even in de
carrier voordat die direct de cel in komt.
Ac?ef transport is al?jd tegen de stroming in, en passief is met de stroming mee. Bij primair
ac?ef bindt ATP waardoor er energie wordt geleverd voor het proces. Bij secundair ac?ef
transport is er geen ATP nodig.
Ion kanalen:
- Lekkanalen
- Chemisch geac?veerde kanalen: een stoNe bindt aan de receptor waardoor het
kanaal opengaat en er neuronen doorheen stromen à nico?ne receptor.
Er kunnen meerdere ionen door deze kanalen maar ze zijn wel selec?ef in welke
ionen erdoorheen mogen.
- Spanning geac?veerd: als het membraan depolariseert kunnen de kanalen opengaan.
Het rustmembraanpoten?aal is het verschil in lading over het celmembraan in de rust, vaak
rond de -70 mV. Deeltjes met een lading zijn verantwoordelijk voor het lading verschil. De
bijdrage van elke ion is aTankelijk van:
- Lading
- Concentra?egradiënt
- Permeabiliteit
Er zijn 2 krachten die bepalen waar het ion heen gaat, dat is het concentra?e verschil en de
lading van de ionen (elektrische kracht).
Evenwichtspoten?aal = membraanpoten?aal waarbij een ion in evenwicht is, dus de
binnenwaartse stroom is gelijk aan de buitenwaartse stroom.
Wat gebeurt er met het evenwichtspoten4aal van Natrium, als de
concentra4e van natrium buiten de cel toeneemt?
A. ENa+ blijY gelijk
B. ENa+ daalt
C. ENa+ s?jgt
,Het evenwichtspoten?aal laat zien:
- De rich?ng waar een ion heen beweegt bij het openen van de kanalen
- Hoe het ion het rustmembraanpoten?aal beïnvloedt
Als er meer lekkanalen zijn, is de permeabiliteit groter en draagt het meer bij aan het
rustmembraanpoten?aal.
De natrium/kalium pomp compenseert de lekstromen en behoudt de gradiënt. Deze pomp
heeY een verwaarloosbaar effect ?jdens een ac?epoten?aal. Misschien wel meer bij het
herstel van het ac?epoten?aal.
Ac3epoten3alen:
TTX (tetrodotoxine) blokkeert de SA-natrium kanalen. Bij een depolarisa?e zorgt de
inac?va?on gate ervoor dat de SA-natrium kanalen inac?ef raakt.
Soms wordt de drempel niet bereikt doordat er meer kalium naar buiten stroomt bij een
depolarisa?e. Je krijgt wel een verdere depolarisa?e als dus meer SA-natriumkanalen openen
en de influx van natrium groter is dan de efflux van kalium.
Refractaire periode = ?jd naar een ac?epoten?aal waarin het onmogelijk/moeilijker is om
een nieuw ac?epoten?aal te genereren.
Geleiding van het ac3epoten3aal:
Een ac?epoten?aal gaat al?jd maar in een rich?ng door de refractaire periode/inac?eve
natrium kanalen. Ac?epoten?alen met myeline gaan sneller. De ac?epoten?alen worden
onderhouden waardoor de amplitude gelijk blijY. Bij variabele poten?alen dooY de
amplitude langzaam af door lekkanalen.
Hoorcollege 2 – De neuronale impulsoverdracht
Het grootste verschil tussen een elektrische en een chemische synapsen is de afstand tussen
de neuronen.
- Elektrische synapsen zit 2 – 4- nm tussen de neuronen (deze kunnen dus snel
makkelijk communiceren)
- Chemische synapsen zit 20 – 30 nm tussen de neuronen
Elektrische synapsen: (gap junc3ons)
Het is niet helemaal een lekkanaal, ze staan dus niet al?jd open en dat kan door bijv. de lage
pH of een hoge calcium concentra?e. De elektrische synapsen verbinden het cytoplasma van
naastgelegen cellen. De ‘lekkanalen’ kunnen openen en sluiten door specifieke s?muli.
Als de depolarisa?e wordt doorgegeven via de cellen, zal de mate van depolarisa?e afnemen.
Bidirec3onele signalen: de depolarisa?e hoeY niet per se een drempel te bereiken voordat
er bijv. kanalen openen die veel gaan doen. De depolarisa?e kan gewoon van de ene cel naar
de andere cel. Er is geen ac?epoten?aal nodig. à de depolarista?e kan beide kanten op.
,Elektrische synapsen kun je niet
modeleren, chemische synapsen kun je
wel modeleren.
Chemische synapsen:
Motor eindplaatpoten?alen: een
spiervezel wordt geëxciteerd door één
motorneuron. Maar een motorneuron
kan wel meerdere spiervezels exciteren.
Motorunit à een motorneuron samen
met de spiervezels die hij
exciteert/aanstuurt.
Eindplaat: groot synaps tussen motorneuronen en spiervezels. Er zigenveel
nico?nereceptoren op de eindplaat. Deze gaan open als acetylcholine bindt aan de
nico?nereceptoren. Er stroomt dan natrium EN kalium doorheen.
De rustmembraanpoten?aal (-70mV) ligt dichtbij kalium. Dat heeY te maken met dat er in de
rust de permeabiliteit voor kalium hoger is. De elektrische kracht van natrium is 130 en voor
kalium maar 20. Dus de drijvende kracht voor natrium is veel groter wat bepaalt hoe snel de
ionen gaan stromen.
Een depolarisa?e krijg je dan dus doordat er meer natrium naar binnen stroom door de
grotere drijvende kracht.
Presynap?sche ac?epoten?aal
1. SpanningsaTankelijke calciumkanalen gaan open à calcium influx
> De langzaamste stap (hoofdoorzaak van laten?e). Het openen van de
calciumkanalen duurt heel lang.
2. Calcium geïnduceerde exocytose
3. Binden van acetylcholine aan de nico?nereceptoren
4. Nico?nereceptoren openen:
àNatrium influx en kalium efflux
àDepolarisa?e
5. SpanningsaTankelijke kanalen openen à postsynap?sch ac?epoten?aal
Eindplaatpoten3aal:
- Bij het eindplaatpoten?aal, zorgt het openen van de nico?nereceptoren voor het
openen van de spanningsaTankelijke kanalen à hierdoor ontstaat dan bij het
eindplaatpoten?aal een ac?epoten?aal.
- In een gezonde situa?e, zorgt een eindplaatpoten?aal al?jd voor genoeg
depolarisa?e om de spanningsaTankelijke kanalen te openen. Waardoor er dus een
ac?epoten?aal ontstaat.
- Het eindplaatpoten?aal eindigt doordat de neurotransmiger (acetylcholine) weggaat.
Dit kan door 2 manieren:
§ Diffusie van acetylcholine uit de synapsspleet (minor)
§ Acetylcholine wordt in stukjes geknipt door cholinesterase (major)
, Als acetylcholine niet weggaat, blijY de spiervezel gedepolariseerd, wat
leidt tot het inac?veren van de spanningsaTankelijke natriumkanalen, en
kan het leiden tot spierverlamming. De spanningsaTankelijke
natriumkanalen kunnen pas weer openen als ze een repolarisa?e hebben
gehad.
Een ac?epoten?aal arriveert in het eind van een
motorneuron, welke kanalen openen er vervolgens
als eerst?
A. Chemisch a=ankelijke Na+-K+ kanalen
B. Spanningsa=ankelijke Ca2+ kanalen
C. Spanningsa=ankelijke K+ kanalen
D. Spanningsa=ankelijke Na+ kanalen
Centrale synapsen:
- De meeste centrale synapsen bevinden zich op dendrieten
- Eén neuron kan in verbinding staan met wel 50.000 synapsen
Centrale synapsen kunnen exciterend (EPSP) zijn of inhiberend (IPSP) zijn.
Een EPSP is een lokale depolarisa?e van het post synap?sche membraan. Een IPSP is een
lokale hyperpolarisa?e op een post synap?sch membraan.
Een post synap?sch ac?epoten?aal ontstaat waar het soma overgaat in het axon à de
axonheuvel.
EPSP’s zigen vaak op distale dendrieten, IPSP’s zigen vooral op het soma.
Summa3e: het combineren van synap?sche input
- Temporale summa?e = meerdere s?muli (exciterende pre synap?sche poten?alen) op
verschillende ?jdsmomenten uit één neuron.
- Spa?ele summa?e = meerdere s?muli door verschillende neuronen
à dichter bij de axonheuvel = minder uitdoving
Twee type receptoren
- Ionotroop = simpel, snel EPSP.
- Metabotroop = traag EPSP. Verschillende eiwigen ac?veren elkaar waardoor je
uiteindelijk hetzelfde effect hebt. Je krijgt een langdurige depolarisa?e
