H4 Flashcards
Elektriciteit
Stroom van elektrische lading –> Verschil in positief en negatief
Brein gebruikt dit om info te versturen
Fysische basis van elektrische lading
- Materie –> moleculen –> elementen –> atomen (of ionen)
- De wereld bestaat uit materie
- Materie bestaat uit moleculen –> water (H2O)
- Moleculen bestaan uit elementen –> waterstof (H), zuurstof (O)
- Een atoom is het kleinst mogelijke deeltje van een element dat nog steeds de eigenschappen heeft van dat element
- Atomen bestaan uit: Protonen (+) en neutronen (0) –> in de kern (nucleus) van het atoom EN Elektronen (-) buiten de kern (in orbitaal/elektronen schil)
- lonen zijn atomen met: een overschot aan elektronen (anionen, negatieve ionen e.g. Cl-) OF een tekort aan elektronen (kationen, positief geladen ionen e.g. Na+)
Potentiaalverschil (spanning)
- Er is een verschil in lading tussen twee stoffen
- Eenheid van spanning: Volt –> meten met Voltmeter
- NB: het gaat om een relatief verschil –> 2 aansluitingen nodig om te meten (bv twee polen op een batterij)
Spanningsbereik van neuronen
0-200 mV
hersenactiviteit: 0,001 V
Atoom
Protonen, elektronen en neutronen
Ionen = atoom met lading
* anion = negatief geladen (overschot aan elektronen)
* kation = positief geladen (tekort aan elektronen)
Stroom
Elektrische lading die beweegt (in Ampere (A))
- wisselstroom = stroomrichting veranderd
- gelijkstroom = stroomrichting blijft gelijk
- Lading van voorwerp met hogere concentratie van elektronen –> voorwerp met lagere concentratie van elektronen
- Elektronen stromen van - naar + = elektronen stroom (–> van meer naar minder elektronen)
Wisselstroom (AC) –> huishoudelijke apparaten met motoren (e.g. stofzuiger)
* Richting van de stroom veranderd (stopcontact: 50/60 Hz)
* Voordeel: efficiënter transport en makkelijker om voltage om te vormen (met transformatoren)
* Nadeel: menselijk lichaam is gevoeliger voor wisselstroom (50/60 Hz interfereert met hartslag)
Gelijkstroom (DC) –> zenuwstelsel, batterijen
* Positieve en negatieve polen zijn altijd positief en negatief
TILBURG UNIVERSITY
Wet van Ohm
U = I x R
Verschil voltmeter en ampere meter
- Potentiaalverschillen (spanning) –> voltmeter
- Stroomsterkte –> ampere meter
Elektriciteit in lichaam
Ionen van + naar - met 324 km/u (–> elektronenstroom van - naar + met 270.000 km/s)
- Na+ natrium
- K+ kalium
- Cl- chloride
- Ca2+ calcium
BELANGRIJK
Hoe veroorzaken stromende ionen potentiaalverschillen?
- Diffusie
- Concentratie gradiënt
- Voltage gradiënt (‘spanningsgradiënt’)
BELANGRIJK
Diffusie
Passief proces waarbij ionen van hoge naar lage concentratie stromen tot er een evenwicht is
Water = H+ + OH-
Zout = Na+Cl-
* Na+ bindt met negatieve polen (O)
* Cl- bindt met positieve polen (H)
BELANGRIJK
Concentratie gradient
Verschil in concentratie ionen tussen intra- en extracellulaire vloeistof
BELANGRIJK
Voltage gradient
Verschil in elektrische lading tussen intra- en extracellulaire vloeistof
BELANGRIJK
Concentratie gradiënt & Voltage gradiënt –> Impermeabel membraan en semipermeabel membraan
Impermeabel membraan: positieve en neagtieve ionen verspreiden over ene helft van het membraan, maar kunnen niet door de barriere.
* Evenwicht –> concentratie gradiënt bereikt
* Resultaat –> verschil in lading linker vs rechterkant, potentiaalverschil ‘over’ het membraan
Semipermeabel membraan: ene ion kan er wel doorheen, andere niet
* Evenwicht –> concentratie gradiënt = voltage gradiënt. Linkerkant = positief geladen, rechterkant = negatief geladen
* Resultaat –> potentiaalverschil ‘over’ het membraan, grootste verschil dichtbij het membraan
Rustpotentiaal in zenuwcel
- Potentiaalverschil tussen intracellulaire en extracellulaire vloeistof in rust
- -70 mV, negatief binnen de cel
Ionen die bijdragen aan rustpotentiaal:
* Intracellulair meer A- en K+
* Extracellulair meer Cl- en Na+
Hoe wordt de rustpotentiaal in stand gehouden?
- Kanalen maken K+ influx en efflux mogelijk (passief transport) om intracellulaire A- te balanceren
- Poorten voorkomen influx van Na+
- Natrium/Kalium pomp pompt 3 Na+ uit de cel en 2 K+ in de cel, kost energie! (ATP)
Grauduele potentiaal
Hyperpolarisatie en depolarisatie
Kleine fluctuaties over het celmembraan die uitdoven over afstand en bij elkaar opgeteld kunnen worden
Hyperpolarisatie
Negatieve lading (spanning) toevoegen
- K+ efflux en Cl- influx (meer positief aan buitenkant)
- potentiaalverschil groter van -70 naar -73 mV
Depolarisatie
Positieve lading (spanning) toevoegen
- Na+ influx (meer positief aan binnenkant)
- potentiaalverschil kleiner van -70 naar -65 mV
Actiepotentiaal
Kortdurende alles of niets potentiaaal voor 1 ms, wordt deze (-50 mV) niet overschreden dan ook geen reactie van de neuron
- Kortdurende (1 ms) alles-of-niets potentiaal die de polariteit van het celmembraan tijdelijk omkeert
- Als het potentiaalverschil over het celmembraan boven een bepaalde waarde uitkomt –> vuurdrempel (-50 mV)
- Actiepotentialen doven niet uit met afstand en kunnen niet worden opgeteld zoals graduele potentialen –> een neuron moet ‘wachten’ totdat de actiepotentiaal over is (= refractaire periode) voordat een nieuwe actiepotentiaal gegeneerd kan worden
BELANGRIJK
Potentiaalverloop
In rust: spanningsafhankelijke Na+ kanalen gesloten (-70 mv). Wanneer de vuurdrempel van -50 mv is bereikt:
1. Spanningsafhankelijke Na+ kanalen gaan open –> Na+ influx: potentiaalverschil wordt positief (+30 mV) –> depolarisatie
2. Spanningsafhankelijke K+ kanalen gaan open –> K+ efflux: potentiaalverschil neemt weer toe tot rustpotentiaal (-70 mV) –> repolarisatie
3. K+ kanalen nog steeds open –> potentiaalverschil neemt toe tot voorbij het rustpotentiaal (-73 mV) –> hyperpolarisatie
4. K+ kanalen sluiten: potentiaalverschil neemt af tot (-70 mV) –> rustpotentiaal hersteld
BELNAGRIJK
Refractaire periode
Wachttijd om een nieuwe actiepotentiaal te starten
Absolute refractaire periode: depolarisatie + repolarisatie:
* Er kan absoluut geen actiepotentiaal worden gegenereerd –> de cel is niet in staat om te ‘vuren’
Relatieve refractaire periode: hyperpolarisatie:
* Met een relatief sterke prikkel kan toch een actiepotentiaal worden gegenereerd
Zenuwimpuls
Hoe verplaatst actiepotentiaal langs axon
Lontgeleiding: volgt de weg (domino effect)
Sprongeleiding (saltatoire geleiding): springt van Knoop van Ranvier naar knoop (stukjes tussen de myelinescheden (isolerende laag))
Spronggeleiding sneller en kost minder energie dan lontgeleiding
Multiple sclerosis
Afbraak van myelineschede in CZS
Impuls overdracht
Hoe communiceren neuronen met elkaar?
Neuronen communiceren via synapsen
* Cel A = presynaptisch
* Cel B = postsynaptisch
Een actiepotentiaal gegenereerd door presynaptische Cel A leidt tot afgifte van neurotransmitters in de synaptische spleet
Deze neurotransmitters binden aan receptoren op postsynaptische Cel B
Hierdoor openen ionkanalen –> kleine spanningsfluctuaties: graduele potentialen, kunnen zorgen voor:
* Excitatie van Cell B (‘aanzetten’) –> exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP), kan cel B depolariseren (dichter naar de vuurdrempel brengen)
* Inhibitie van Cell B (‘uitzetten’) –> inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP), kan cel B hyperpolariseren (verder van de vuurdrempel af brengen)
Temporele summatie vs Spatiele sommatie
- Temporele summatie: graduele potentialen die kort na elkaar optreden worden opgeteld.
- Spatiele sommatie: graduele potentialen die dicht bij elkaar optreden worden opgeteld.
Sommatie
- Het netto effect van alle EPSP’s en IPSP’s bepaald of een cel vuurt of niet
- Als na sommatie het potentiaalverschil bij het initiële segment van de axonheuvel kleiner is dan de vuurdrempel van -50 mv wordt er een actiepotentiaal gegenereerd –> de cel ‘vuurt’
EPSP
Excitatie van Cell B (‘aanzetten’) –> exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP), kan cel B depolariseren (dichter naar de vuurdrempel brengen)
IPSP
Inhibitie van Cell B (‘uitzetten’) –> inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP), kan cel B hyperpolariseren (verder van de vuurdrempel af brengen)
Verschil sensorische en motorische neuronen
- Sensorische neuronen brengen informatie naar de hersenen (voelen, waarnemen).
- Motorische neuronen sturen informatie vanuit de hersenen (bewegen, reageren).
