Samenvatting neurofysiologie DT1
Neurofysiologie HC membraanpotentiaal
Leerdoelen deel 1
1. De belangrijkste eigenschappen en bouwstenen van een neuronaal membraan kunnen beschrijven
2. De belangrijkste principes van de elektriciteitsleer kunnen samenvatten
3. De wet van Nernst kunnen uitleggen en de juiste formule hanteren om de evenwichtspotentiaal uit
te rekenen
Celmembraan van een neuron als elektrisch circuit
Het membraanpotentiaal kun je meten mbh van meetelektrodes.
Buitenste >> referentie elektrode. Binnenste >> negatief t.o.v. het
buitenste elektrode
De membraanpotentiaal verandert door een prikkel (staafje over je
vinger >> receptor potentiaal) (elektrische stimulatie >> synaptisch
signaal)(neuron stimuleren >> neuron signaal meten)
Membraanpotentiaal hangt af van:
1. De structuur van de celmembraan. >> scheiding van stoffen
door een fosfolipide dubbellaag
o Eiwitten in het celmembraan: bijv. ionkanaal eiwitten,
cholesterol (stevigheid)
2. Ionsamenstelling aan beide kanten van het membraan
o Natrium, kaliom, chloride
o Ionconcentratieverschillen over de membraan
Celmembraan kun je modelleren als elektrisch circuit.
Elk ionkanaal correspondeert met een in serie geschakelde batterij en weerstand.
Basis elektriciteitsweer
Wet van Ohm
Spanning = stroom x weerstand
V=IxR
Of I = V/R
In de fysiologie gebruiken we geleidbaarheid (g) i.p.v. weerstand >> g = 1/R (in Siemens, S)
I = V/R = g x V
Parallelle schakeling
In de cel >> alles is parallel geschakeld
>> vervangings weerstand, Rv >> 1/Rv = 1/R1 + 1/R2
Of gv = g1 + g2
Stroom uitrekenen mbv vervangingsweerstand
Rv uitrekenen >> en dan I = V/R
,Wet van Kirchhoff
>> de som van binnengaande stromen is gelijk aan de som van
uitgaande stromen
Er verdwijnt of verschijnt zomaar geen stroom!
De stroom verdeelt zich over de parallelle schakeling.
De vervangingsgeleidbaarheid is de som van geleidbaarheden van individuele kanalen
Situatie in de cel >> kanalen zijn parallel geschakeld
Fosfolipide dubbellaag = een condensator
Twee platen waar een ladingverdeling op plaats vindt. >> ze raken elkaar niet.
Stroom loopt totdat de platen volledig geladen zijn. Dus totdat ze verzadigd zijn
Passieve membraaneigenschappen
Opladen en ontladen “condensator”
Omhoog >> opladen
Omlaag >> ontladen
RxC = de tijdsconstante Ƭ van de membraan >> ongeveer 63% van de respons
Hoe verandert membraanpotentiaal in de tijd?
Hoe snel de membraanpotentiaal Vm verandert in
reactie op injectie van stroom
Ƭ = Rmem x C OF Ƭ = C/g
>> hoe hoger de Ƭ des te trager de
membraanrespons
Als schakeling wordt uitgezet >> ontladen van
condensator. 37% van maximale capaciteit over >> RC van ontladen.
Als er geen gaatjes in die membraan zouden zitten >> ladingverschil zou 0 zijn. Kanalen bepalen dat er
een membraanpotentiaal kan ontstaan.
Welke krachten spelen een rol bij de verdeling van ionen aan weerszijden van een semipermeabel
membraan?
Hangt af van de eigenschappen van de membraan
Voorbeeld >> alleen permeabel voor K+.
K+ ionen die van comp 1 naar comp 2 willen worden tegengehouden door
de Cl- ionen die niet door het membraan kunnen.
• Diffusiekracht (K+)
• Elektrische kracht (tegengehouden door Cl-)
Passief transport
Diffusie = beweging van ionen onder invloed concentratie verschil
Ionen verdelen zich evenredig over de oplossing >> ionen gaan stromen langs een concentratie gradient
indien: kanalen die permeabel zijn voor specifieke ionen
, >> ontstaan evenwicht
Diffusie van ionen in gassen en vloeistoffen: wet van Fick
FluxD = diffusieflux
D = diffusieconstante
dc = concentratie verschil
dx = per afstand
D = diffusieconstante
u = mobiliteit in gas of vloeistof
R = gas constante (8,314570 J/K*mol)
T = absolute temperatuur (K)
F = Faraday constante (96485 C/mol)
Hoe hoger de temp, hoe makkelijker de deeltjes bewegen.
Op een vergelijkbare manier geldt voor geladen moleculen (ionen)
>> ionen bewegen onder invloed van een elektrische gradient.
Flux in een elektrisch veld
FluxD = ionen flux
c = concentratie
u = beweeglijkheid
z = lading
F = faraday constante
dV = spanningsverschil
dx = per afstand
Evenwicht: de wet van Nernst
In evenwicht is de diffusiestroom gelijk aan de elektrische stroom
>>
Deze vergelijking koppelt de concentratie en elektrische gradient tussen
compartiment 1 & 2 aan elkaar
>> na wegstreping
>> integreren >> invullen met kamertemp.
De wet van Nernst
Neurofysiologie HC membraanpotentiaal
Leerdoelen deel 1
1. De belangrijkste eigenschappen en bouwstenen van een neuronaal membraan kunnen beschrijven
2. De belangrijkste principes van de elektriciteitsleer kunnen samenvatten
3. De wet van Nernst kunnen uitleggen en de juiste formule hanteren om de evenwichtspotentiaal uit
te rekenen
Celmembraan van een neuron als elektrisch circuit
Het membraanpotentiaal kun je meten mbh van meetelektrodes.
Buitenste >> referentie elektrode. Binnenste >> negatief t.o.v. het
buitenste elektrode
De membraanpotentiaal verandert door een prikkel (staafje over je
vinger >> receptor potentiaal) (elektrische stimulatie >> synaptisch
signaal)(neuron stimuleren >> neuron signaal meten)
Membraanpotentiaal hangt af van:
1. De structuur van de celmembraan. >> scheiding van stoffen
door een fosfolipide dubbellaag
o Eiwitten in het celmembraan: bijv. ionkanaal eiwitten,
cholesterol (stevigheid)
2. Ionsamenstelling aan beide kanten van het membraan
o Natrium, kaliom, chloride
o Ionconcentratieverschillen over de membraan
Celmembraan kun je modelleren als elektrisch circuit.
Elk ionkanaal correspondeert met een in serie geschakelde batterij en weerstand.
Basis elektriciteitsweer
Wet van Ohm
Spanning = stroom x weerstand
V=IxR
Of I = V/R
In de fysiologie gebruiken we geleidbaarheid (g) i.p.v. weerstand >> g = 1/R (in Siemens, S)
I = V/R = g x V
Parallelle schakeling
In de cel >> alles is parallel geschakeld
>> vervangings weerstand, Rv >> 1/Rv = 1/R1 + 1/R2
Of gv = g1 + g2
Stroom uitrekenen mbv vervangingsweerstand
Rv uitrekenen >> en dan I = V/R
,Wet van Kirchhoff
>> de som van binnengaande stromen is gelijk aan de som van
uitgaande stromen
Er verdwijnt of verschijnt zomaar geen stroom!
De stroom verdeelt zich over de parallelle schakeling.
De vervangingsgeleidbaarheid is de som van geleidbaarheden van individuele kanalen
Situatie in de cel >> kanalen zijn parallel geschakeld
Fosfolipide dubbellaag = een condensator
Twee platen waar een ladingverdeling op plaats vindt. >> ze raken elkaar niet.
Stroom loopt totdat de platen volledig geladen zijn. Dus totdat ze verzadigd zijn
Passieve membraaneigenschappen
Opladen en ontladen “condensator”
Omhoog >> opladen
Omlaag >> ontladen
RxC = de tijdsconstante Ƭ van de membraan >> ongeveer 63% van de respons
Hoe verandert membraanpotentiaal in de tijd?
Hoe snel de membraanpotentiaal Vm verandert in
reactie op injectie van stroom
Ƭ = Rmem x C OF Ƭ = C/g
>> hoe hoger de Ƭ des te trager de
membraanrespons
Als schakeling wordt uitgezet >> ontladen van
condensator. 37% van maximale capaciteit over >> RC van ontladen.
Als er geen gaatjes in die membraan zouden zitten >> ladingverschil zou 0 zijn. Kanalen bepalen dat er
een membraanpotentiaal kan ontstaan.
Welke krachten spelen een rol bij de verdeling van ionen aan weerszijden van een semipermeabel
membraan?
Hangt af van de eigenschappen van de membraan
Voorbeeld >> alleen permeabel voor K+.
K+ ionen die van comp 1 naar comp 2 willen worden tegengehouden door
de Cl- ionen die niet door het membraan kunnen.
• Diffusiekracht (K+)
• Elektrische kracht (tegengehouden door Cl-)
Passief transport
Diffusie = beweging van ionen onder invloed concentratie verschil
Ionen verdelen zich evenredig over de oplossing >> ionen gaan stromen langs een concentratie gradient
indien: kanalen die permeabel zijn voor specifieke ionen
, >> ontstaan evenwicht
Diffusie van ionen in gassen en vloeistoffen: wet van Fick
FluxD = diffusieflux
D = diffusieconstante
dc = concentratie verschil
dx = per afstand
D = diffusieconstante
u = mobiliteit in gas of vloeistof
R = gas constante (8,314570 J/K*mol)
T = absolute temperatuur (K)
F = Faraday constante (96485 C/mol)
Hoe hoger de temp, hoe makkelijker de deeltjes bewegen.
Op een vergelijkbare manier geldt voor geladen moleculen (ionen)
>> ionen bewegen onder invloed van een elektrische gradient.
Flux in een elektrisch veld
FluxD = ionen flux
c = concentratie
u = beweeglijkheid
z = lading
F = faraday constante
dV = spanningsverschil
dx = per afstand
Evenwicht: de wet van Nernst
In evenwicht is de diffusiestroom gelijk aan de elektrische stroom
>>
Deze vergelijking koppelt de concentratie en elektrische gradient tussen
compartiment 1 & 2 aan elkaar
>> na wegstreping
>> integreren >> invullen met kamertemp.
De wet van Nernst
