HC3: membraanpotentiaal Flashcards
wat is fysiologie?
hoe dingen werken, leer van de normale levensverrichtingen en -verschijnselen.
op welke niveau’s is fysiologie te bestuderen?
celfysiologie, orgaanfysiologie, integratieve fysiologie
waarom is het belangrijk (voor een toekomstig arts) om over het zenuwstelsel te leren?
meeste hersenziekten uiten zich als een stoornis in de chemische synaptische transmissie
meeste centraal werkende geneesmiddelen werken in op het niveau van synaps.
waar bestaat het celmembraan uit?
dubbele laag fosfolipiden
wat laat het celmembraan niet door?
ionen. ze moeten dus dmv transporters of via ionkanalen passeren. transporters zijn weinig selectief en werken relatief traag. kanalen zijn specifiek en snel.
wat is de belangrijkste actief transportmechanisme voor zowel natrium als kalium?
Na-K pomp. electrogeen: 3 Na eruit, 2 K erin, ATP wordt verbruikt omdat er tegen de concentratiegradiënt in wordt gepompt.
als kaliumionen naar buiten stromen, wat gebeurt er met de membraanpotentiaal?
wordt negatiever
beschrijf in 4 punten wat de rustmembraanpotentiaal inhoudt
- in rust staan vooral K-kanalen open
- de intracellulaire K+concentratie is veel hoger dan de extracellulaire
- K+ zal naar buiten stromen
- de rustmembraanpotentiaal is negatief omdat positieve ionen dan de cel verlaten
wat betekenen depolarisatie en hyperpolarisatie?
depolarisatie = de membraanpotentiaal wordt positiever
hyperpolarisatie = de membraanpotentiaal wordt negatiever
als natriumkanalen openen, wat gebeurt er dan met de membraanpotentiaal?
depolarisatie, want natrium zal naar binnen stromen doordat er binnen minder Na zit dan buiten de cel
wat is de actiepotentiaal?
een kortdurende alles of niets verandering van de membraanpotentiaal. in neuronen duurt die maar 1 milliseconde. het is een prikkel voor de spanningsafhankelijke calciumkanalen om te openen. eenmaal open, stroomt Ca+ de cel binnen (omdat er buiten de cel meer Ca+ is dan binnen).
hoe komt de actiepotentiaal tot stand?
achtereenvolgens natrium en kalium kanalen open te laten gaan. na depolariseren (Na naar binnen) en hyperpolariseren komt de repolarisatiefase (doordat K naar buiten stroomt). het bestaat dus uit een depolarisatie- en een repolarisatiefase.
welke twee bewegingen van ionen in vloeistof onderscheiden we?
- chemisch: diffusie gaat van hoge naar lage concentratie
2. elektrische: + wordt aangetrokken door -
wat zijn kationen?
positief geladen ionen
welke twee bewegingen van ionen in vloeistof onderscheiden we?
- chemisch: diffusie gaat van hoge naar lage concentratie
- elektrische: + wordt aangetrokken door -
er werken dus 2 krachten op ionen: chemische en elektrische.
wat zijn kationen?
positief geladen ionen, aangetrokken tot kathoden
wat zijn anionen?
negatief geladen ionen, aangetrokken tot anoden
stel: een bak met vloeistof met in het midden een membraan. links en rechts zit 1mM KCl. in het membraan zitten K-kanalen, die gaan nu open. wat zal het potentiaalverschil zijn?
geen verschil, want er is geen drijvende kracht voor kalium aangezien er links en rechts evenveel zit.
stel: links zit 10mM KCl en rechts 1mM KCl. wanneer zal K+ niet meer van links naar rechts stromen (wanneer stopt het)?
wanneer [K+] links > [K+] rechts. op het moment dat kalium van links naar rechts stroomt, verandert de potentiaalverschil tussen links en rechts. Links wordt steeds negatiever geladen t.o.v. rechts. de chemische kracht geeft K de neiging naar rechts te blijven stromen, maar elektrische kracht zegt dat links negatief is geladen t.o.v. rechts, dus worden de positieve K-ionen uit het rechtercompartiment toch weer aangetrokken.
Dus: de chemische kracht (diffusiekracht) gaat van rechts naar links. de elektrische kracht gaat van rechts naar links. pas wanneer beide krachten evengroot zijn (wat best snel is) zal de stroming stoppen. dit noemen we de evenwichtspotentiaal.
wat is de evenwichtspotentiaal?
dit is de Nernst potentiaal aka evenwichtspotentiaal.
Ek is de evenwichtspotentiaal voor K+. dit is de potentiaal waarbij de netto K+-stroom 0 is. met behulp van de Nernstvergelijking kan de evenwichtspotentiaal van ieder geleidbaar ion berekend worden.
wat is de formule voor de evenwichtspotentiaal (Nernst vergelijking)?
Ex = RT/zF ln [X]o/[X]i Ex = 61,5mV/z log [X]0/[X]i
R = gas constante T = temperatuur z = lading F = Faraday constante
wat zal de membraanpotentiaal zijn van een cel met alleen maar open kaliumkanalen?
gelijk aan de evenwichtspotentiaal van kalium (-88 mV). kalium zal blijven stromen tot die bereikt is.
wat is de membraanpotentiaal bij geleidbaarheid voor meerdere ionen?
te berekenen met de Goldman vergelijking (GHK). de membraanpotentiaal bevindt zich ALTIJD tussen Ek en Ena. hoe groter de permeabiliteit (P) voor een ion, des te dichter ligt de membraanpotentiaal bij dit ion.
in rust Pk»Pna, daarom ligt Vm dichtbij Ek
wat is pathofysiologie?
dit betreft de situaties die afwijken van de standaard
wanneer wordt diffusie mogelijk?
bij een asymmetrische concentratieverhouding
Als de drempelwaarde wordt overschreden, ontstaat een actiepotentiaal. beschrijf in 7 stappen het verloop van een actiepotentiaal
- de cel is in rust. het membraan wordt gedepolariseerd
- de kanalen openen zich daardoor
- Na-kanalen openen sneller, dus die stromen eerst. ze gaan de cel in (diffusie), met de concentratiegradiënt mee.
- de membraanpotentiaal wordt door de positieve Na deeltjes positief; het membraan depolariseert sterk.
- de K-kanalen openen als gevolg van de depolarisatie, K-ionen stromen de cel uit (diffusie)
- het sluiten van de kaliumkanalen duurt even waardoor het membraan kort hyperpolariseert en de waarde onder de rustmembraanpotentiaal komt.
- de Na/K-pomp herstelt de beginconcentraties en alles kan opnieuw beginnen.
wanneer stopt de doorstroom van een ion?
- wanneer het voor dat ion desbetreffende evenwichtspotentiaal wordt bereikt
- wanneer de de elektrische en chemische kracht in evenwicht zijn
hoe wordt de evenwichtspotentiaal ook wel genoemd?
Nernstpotentiaal, omkeerpotentiaal
waar liggen de evenwichtspotentialen van Na+, K+ en Cl-?
E(Na+) = 60 mV E(K+) = -90 mV E(Cl-) = 55 mV
wat als er meerdere verschillende ionen betrokken zijn; wat is dan de membraanpotentiaal?
deze zal zich bevinden tussen alle evenwichtspotentialen van de betrokken ionen en wordt beïnvloed door de concentratie en permeabiliteit (aantal open kanalen) van de verschillende ionen.
waar zou de permeabiliteit van ionen van af kunnen hangen?
- hoeveelheid open kanalen
- spanningsafhankelijkheid (kanalen reageren bij een membraanpotentiaal verandering aka depolarisatie)
welk kanaal opent sneller: Na-kanaal of K-kanaal?
Na-kanaal
wat houdt de refractaire periode in?
de periode waarin de Na-kanalen nog geïnactiveerd zijn en de K-kanalen nog openstaan.
waardoor wordt de drempelwaarde (voor een actiepotentiaal) bepaald?
de mate van depolarisatie en de mate van permeabiliteit van natriumionen. overigens verschilt de duur van actiepotentialen per celtype.
waar ontstaat een actiepotentiaal en hoe wordt de prikkel doorgegeven?
in het initieel segment wordt bepaald of er een actiepotentiaal ontstaat. dit segment is het eerste deel vh axon na de axonheuvel. als de actiepotentiaal ontstaat, reist die het axon af naar het einde. Na-ionen stromen naar binnen, lokale depolarisatie activeert naastgelegen ionkanalen en geeft zo de ‘prikkel’ door.
in het myeline-omhulsel rond axonen zitten insnoeringen: de knopen van Ranvier. waarvoor dienen deze?
deze remmen de prikkelgeleiding even af om de depolarisatie in stand te houden. dit zorgt voor een sprongsgewijze (saltatoire) voortgeleiding van de prikkel.
waar zou je schade aan de myelineschedes van de axonen kunnen waarnemen?
de witte stof
wat houdt ‘in rust’ in?
In rust betekent dat de nettostroom over het membraan 0 is, dus dat de membraanpotentiaal niet verandert.
