Medische Biologie
1. De student legt de anatomie en fysiologie uit van het zenuwstelsel en verklaart
problemen vanuit de biologische benadering.
Het zenuwstelsel is samen met ons hormoonstelsel verantwoordelijk voor de
communicatie in ons lichaam. Met het zenuwstelsel kunnen cellen op afstand met
elkaar praten met elektrische prikkels (deze noemen we actiepotentialen). De 2
belangrijkste soorten cellen in ons zenuwstelsel zijn zenuwcellen (oftewel neuronen)
die de elektrische signalen kunnen doorgeven, en de steuncellen die de zenuwcellen
steunen oftewel beschermen en helpen. Elke communicatieroute van het zenuwstelsel
is eigenlijk een netwerk van zenuwcellen. Een elektrische prikkel komt aan bij het
uiteinde van een zenuwcel, vervolgens worden er neurotransmitters afgegeven in de
synaps (dit is het gat tussen de 2 zenuwcellen), deze binden aan de volgende zenuwcel
en die zet de elektrische prikkel voort. Op die manier kunnen elektrische prikkels op een
snelle manier een lange afstand afleggen.
2 belangrijke indelingen van het zenuwstelsel zijn de anatomische indeling en de
functionele indeling. De anatomische indeling is als volgt:
- Centraal zenuwstelsel: de hersenen en het ruggenmerg
- Perifeer zenuwstelsel: uit de hersenstam komen de hersenzenuwen, en uit het
ruggenmerg komen de ruggenmergzenuwen.
Naast de anatomische indeling van het zenuwstelsel hebben we ook nog een
belangrijke indeling op basis van functie, namelijk sensorische en motorisch.
Sensorische prikkels zijn alle prikkels die binnenkomen, oftewel alle prikkels uit onze
zintuigen (zien, horen, ruiken, voelen, proeven) en informatie over ons intern milieu
zoals je bloeddruk en temperatuur. Dat komt binnen via een sensorische cel in het
ruggenmerg en vervolgens zal deze prikkel naar de hersenen gaan en worden verwerkt.
Vervolgens gaat er een motorische prikkel juist de andere kant op, terug naar het
ruggenmerg, naar de perifere zenuwen en dan het doelorgaan. Op die manier kunnen
acties worden aangestuurd, dat kan zowel willekeurig als onwillekeurig zijn. Met het
willekeurige zenuwstelsel (ook wel somatische zenuwstelsel) bedoelen we alles wat we
,bewust kunnen aansturen. Met het onwillekeurige zenuwstelsel (autonome
zenuwstelsel) bedoelen we alles waar we geen bewuste invloed op hebben, bijv. dat je
hartslag nu 72/min is. Dit autonome zenuwstelsel heeft een gaspedaal en een rem. Het
gaspedaal noemen we het sympathisch zenuwstelsel bekent van de flight or fight
reactie, voor als we bijvoorbeeld moeten wegrennen. De rem is het parasympatisch
zenuwstelsel bekent als de rest en digest reactie, waarbij juist rust en herstel centraal
staan. Rondom het ruggenmerg in de hersenen zitten de hersenvliezen (oftewel
meninges), tussen deze hersenvliezen en in de hersenen zit hersenvocht (oftewel
liquor). Samen met onze schedel en de wervelkolom hebben deze structuren een
belangrijke rol in de bescherming van het centraal zenuwstelsel, het is een soort
ingebouwde helm.
Het zenuwstelsel bestaat uit al het zenuwweefsel in het lichaam. Zenuwweefsel
bestaat uit neuronen en neuroglia. Neuronen zijn de basiseenheden van het
zenuwweefsel. De neuroglia is het steunweefsel van het zenuwweefsel, bestaande uit
een netwerk van vertakte cellen, de neurogliacellen. Neuronen kunnen elektrische
signalen geleiden. Neuroglia zorgen ervoor dat de neuronen goed hun werk kunnen
doen. Elektrische signalen gaan vanaf de dendriet, over het cellichaam naar de axon en
naar de synapsknoop.
,Elke levende cel in het lichaam heeft een membraanpotentiaal van-70 mV. Ook
zenuwcellen hebben een membraanpotentiaal van-70mV. De K+-concentratie is in de
cel hoger dan de concentratie buiten de cel. Ook Na+ is ongelijk verdeeld binnen en
buiten de cel. Door deze concentratieverschillen diffunderen de Na+ en de K+ met het
concentratieverschil mee. K+ zal naar buiten diffunderen en Na+ zal naar binnen
diffunderen. Maar omdat het concentratieverschil van K+ groter is dan het
concentratieverschil van Na+ zal K+ sneller naar buiten diffunderen dan Na+ naar
binnen. Hierdoor zal er per tijdseenheid een netto uitstroom van positief geladen K+
ionen zijn, en zullen er relatief veel negatief geladen Cl- en negatief geladen stoffen
achterblijven in het cytoplasma. Door bovengenoemde diffusieprocessen is de
binnenkant van het membraan negatief geladen ten opzichte van de buitenkant van de
membraan. Dit membraanpotentiaal bedraagt ongeveer-70mV. De
membraanpotentiaal is gebaseerd op de verschillende diffusie snelheden van Na+ naar
binnen en K+ naar buiten. Naar buiten gediffundeerde K+ ionen en naar binnen
gediffundeerde Na+ ionen worden door de natrium-kaliumpomp terug getransporteerd,
zodat de concentratieverschillen gehandhaafd blijven en de membraanpotentiaal blijft
bestaan. Dit is actief transport, omdat de ionen tegen het concentratie verval heen
getransporteerd moeten worden. Als er geen impuls over de zenuwcel gaat, zijn de
natrium-kaliumpompen gesloten. De cel zorgt er dan voor dat het rustpotentiaal (-
70mV) stabiel blijft. Een impuls is een elektrische lading die zich over de axonen en
dendrieten verplaatst:
1. Impuls komt binnen via het dendriet
2. Dendriet geeft het impuls door aan het cellichaam
3. Cellichaam beoordeeld of er een actiepotentiaal plaatsvindt
4. Natrium komt binnenstromen, dit moet een drempelwaarden tussen de-50 en-
60mV bereiken
5. Actiepotentiaal wordt bereikt en er vindt depolarisatie plaats, het impuls wordt
doorgegeven
6. De binnenkant van de cel is positief geladen (+30mV)
7. Repolarisatie, de cel gaat zich weer naar het rustpotentiaal herstellen door
kalium naar buiten te laten
Een synaps is een plaats waar een neuron met een andere cel communiceert. In het
zenuwstelsel verplaats informatie zich van de ene naar de andere in de vorm van
actiepotentialen langs ionen. Deze elektrische signalen worden impulsen genoemd.
Aan het einde van een axon leidt zo’n actiepotentiaal tot de overdracht van informatie
naar een ander neuron of een effector. Informatieoverdracht vindt plaats doordat de
synapsknop neurotransmitters afgeeft. Tussen het axon-uiteinde van de ene cel en de
dendriet van de andere cel bevindt zich de synapsspleet. Het axon geeft
neurotransmitters af in de synapsspleet, deze binden zich vervolgens aan receptoren
van het dendriet van het volgende neuron. Er zijn twee soorten neurotransmitters:
, - Stimulerend: acetylcholine, norepinefrine
- Remmend: dopamine, serotonine en GABA
Het hersenvlies bestaat uit verschillende lagen. De buitenste laag van het hersenvlies is
de duramater, deze zit aan de bovenkant vergroeid aan het bot. Tussen het dura mater
van het ruggenmerg en de wanden van het wervelkanaal ligt de epidurale ruimte. De
epidurale ruimte bevat weefselvloeistof en bloedvaten. Onder de dura mater ligt de
arachnoidea (spinnenwebvlies). Dit is een web van collagene en elastische vezels.
Tussen de arachnoidea en het dura mater ligt de subdurale ruimte. In de subdurale
ruimte bevindt zich lymfevocht waardoor wrijving tussen beide lagen wordt verminderd.
Onder het spinnenwebvlies bevindt zich de subarachnoïdale ruimte. Hierin bevindt zich
het cerebrospinale vloeistof. Dit werkt als schokbreker en bevat opgeloste gassen,
voedingsstoffen, chemische signaalstoffen en afvalstoffen. Het pia mater is het zachte
hersenvlies, dit zit direct op je hersenen. Bloedvaten die de hersenen en ruggenmerg
van zuurstof voorzien lopen langs de oppervlakte van de pia mater in de
subarachnoïdale ruimte. De pia mater is sterk doorbloed. De grote bloedvaten lopen
verdeeld over de oppervlakte om de hersenschors van zuurstof en voedingsstoffen te
voorzien. Hersenventrikels zijn interne holtes gevuld met cerebrospinale vloeistof, ook
wel liquor of hersenvocht genoemd. Hersenvocht voert afvalstoffen af en zorgt ervoor
dat hormonen op de juiste plek komen. De ventrikels moeten dus met elkaar in
verbinding zijn. Dit doen de aquaductus cerebri en het centrale kanaal. De functies van
het cerebrospinale vloeistof zijn: schokbreker, ondersteunt het gewicht van de
hersenen en ondersteunt de circulatie van voedingsstoffen, hormonen en afvalstoffen.
Het liquor wordt aangemaakt in plexus choreoïdeus in het vierde hersenventrikel. Een
netwerk van doorlaatbare haarvaten en ependymcellen produceren en geven het liqour
af. Per 24 uur wordt er ongeveer 500 ml liquor geproduceerd. Ongeveer 150 ml liquour
is continue aanwezig in de subarachnoïdale ruimte. Het cerebrospinale vloeistof wordt
via het granulationes arachnoideales afgevoerd. Hier worden afvalstoffen afgegeven in
de bloedcirculatie en zo opgeruimd.
Hersenzenuwen worden direct aangestuurd door de hersenen en zijn onderdeel van het
centrale zenuwstelsel. Je hebt 31 paar ruggenmergzenuwen. Ze worden ingedeeld aan
de hand waar ze liggen in de wervelkolom:
- Craniaal (C1-C8)
- Thoracaal (T1-T12)
- Lumbaal (L1-L5)
- Sacraal (S1-S5)