HC3: membraanpotentiaal

Question 1

wat is fysiologie?

Answer 1

hoe dingen werken, leer van de normale levensverrichtingen en -verschijnselen.

Question 2

op welke niveau’s is fysiologie te bestuderen?

Answer 2

celfysiologie, orgaanfysiologie, integratieve fysiologie

Question 3

waarom is het belangrijk (voor een toekomstig arts) om over het zenuwstelsel te leren?

Answer 3

meeste hersenziekten uiten zich als een stoornis in de chemische synaptische transmissie

meeste centraal werkende geneesmiddelen werken in op het niveau van synaps.

Question 4

waar bestaat het celmembraan uit?

Answer 4

dubbele laag fosfolipiden

Question 5

wat laat het celmembraan niet door?

Answer 5

ionen. ze moeten dus dmv transporters of via ionkanalen passeren. transporters zijn weinig selectief en werken relatief traag. kanalen zijn specifiek en snel.

Question 6

wat is de belangrijkste actief transportmechanisme voor zowel natrium als kalium?

Answer 6

Na-K pomp. electrogeen: 3 Na eruit, 2 K erin, ATP wordt verbruikt omdat er tegen de concentratiegradiënt in wordt gepompt.

Question 7

als kaliumionen naar buiten stromen, wat gebeurt er met de membraanpotentiaal?

Answer 7

wordt negatiever

Question 8

beschrijf in 4 punten wat de rustmembraanpotentiaal inhoudt

Answer 8

• 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

Question 9

wat betekenen depolarisatie en hyperpolarisatie?

Answer 9

depolarisatie = de membraanpotentiaal wordt positiever

hyperpolarisatie = de membraanpotentiaal wordt negatiever

Question 10

als natriumkanalen openen, wat gebeurt er dan met de membraanpotentiaal?

Answer 10

depolarisatie, want natrium zal naar binnen stromen doordat er binnen minder Na zit dan buiten de cel

Question 11

wat is de actiepotentiaal?

Answer 11

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).

Question 12

hoe komt de actiepotentiaal tot stand?

Answer 12

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.

Question 13

welke twee bewegingen van ionen in vloeistof onderscheiden we?

Answer 13

1. chemisch: diffusie gaat van hoge naar lage concentratie

2. elektrische: + wordt aangetrokken door -

Question 14

wat zijn kationen?

Answer 14

positief geladen ionen

Question 15

welke twee bewegingen van ionen in vloeistof onderscheiden we?

Answer 15

1. chemisch: diffusie gaat van hoge naar lage concentratie
2. elektrische: + wordt aangetrokken door -

er werken dus 2 krachten op ionen: chemische en elektrische.

Question 16

wat zijn kationen?

Answer 16

positief geladen ionen, aangetrokken tot kathoden

Question 17

wat zijn anionen?

Answer 17

negatief geladen ionen, aangetrokken tot anoden

Question 18

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?

Answer 18

geen verschil, want er is geen drijvende kracht voor kalium aangezien er links en rechts evenveel zit.

Question 19

stel: links zit 10mM KCl en rechts 1mM KCl. wanneer zal K+ niet meer van links naar rechts stromen (wanneer stopt het)?

Answer 19

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.

Question 20

wat is de evenwichtspotentiaal?

Answer 20

dit is de Nernst potentiaal aka evenwichtspotentiaal.

Question 21

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)?

Answer 21

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

Question 22

wat zal de membraanpotentiaal zijn van een cel met alleen maar open kaliumkanalen?

Answer 22

gelijk aan de evenwichtspotentiaal van kalium (-88 mV). kalium zal blijven stromen tot die bereikt is.

Question 23

wat is de membraanpotentiaal bij geleidbaarheid voor meerdere ionen?

Answer 23

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

Question 24

wat is pathofysiologie?

Answer 24

dit betreft de situaties die afwijken van de standaard

Question 25

wanneer wordt diffusie mogelijk?

Answer 25

bij een asymmetrische concentratieverhouding

Question 26

Als de drempelwaarde wordt overschreden, ontstaat een actiepotentiaal. beschrijf in 7 stappen het verloop van een actiepotentiaal

Answer 26

1. de cel is in rust. het membraan wordt gedepolariseerd 2. de kanalen openen zich daardoor 3. Na-kanalen openen sneller, dus die stromen eerst. ze gaan de cel in (diffusie), met de concentratiegradiënt mee. 4. de membraanpotentiaal wordt door de positieve Na deeltjes positief; het membraan depolariseert sterk. 5. de K-kanalen openen als gevolg van de depolarisatie, K-ionen stromen de cel uit (diffusie) 6. het sluiten van de kaliumkanalen duurt even waardoor het membraan kort hyperpolariseert en de waarde onder de rustmembraanpotentiaal komt. 7. de Na/K-pomp herstelt de beginconcentraties en alles kan opnieuw beginnen.

Question 27

wanneer stopt de doorstroom van een ion?

Answer 27

1. wanneer het voor dat ion desbetreffende evenwichtspotentiaal wordt bereikt 2. wanneer de de elektrische en chemische kracht in evenwicht zijn

Question 28

hoe wordt de evenwichtspotentiaal ook wel genoemd?

Answer 28

Nernstpotentiaal, omkeerpotentiaal

Question 29

waar liggen de evenwichtspotentialen van Na+, K+ en Cl-?

Answer 29

``` E(Na+) = 60 mV E(K+) = -90 mV E(Cl-) = 55 mV ```

Question 30

wat als er meerdere verschillende ionen betrokken zijn; wat is dan de membraanpotentiaal?

Answer 30

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.

Question 31

waar zou de permeabiliteit van ionen van af kunnen hangen?

Answer 31

- hoeveelheid open kanalen | - spanningsafhankelijkheid (kanalen reageren bij een membraanpotentiaal verandering aka depolarisatie)

Question 32

welk kanaal opent sneller: Na-kanaal of K-kanaal?

Answer 32

Na-kanaal

Question 33

wat houdt de refractaire periode in?

Answer 33

de periode waarin de Na-kanalen nog geïnactiveerd zijn en de K-kanalen nog openstaan.

Question 34

waardoor wordt de drempelwaarde (voor een actiepotentiaal) bepaald?

Answer 34

de mate van depolarisatie en de mate van permeabiliteit van natriumionen. overigens verschilt de duur van actiepotentialen per celtype.

Question 35

waar ontstaat een actiepotentiaal en hoe wordt de prikkel doorgegeven?

Answer 35

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.

Question 36

in het myeline-omhulsel rond axonen zitten insnoeringen: de knopen van Ranvier. waarvoor dienen deze?

Answer 36

deze remmen de prikkelgeleiding even af om de depolarisatie in stand te houden. dit zorgt voor een sprongsgewijze (saltatoire) voortgeleiding van de prikkel.

Question 37

waar zou je schade aan de myelineschedes van de axonen kunnen waarnemen?

Answer 37

de witte stof

Question 38

wat houdt 'in rust' in?

Answer 38

In rust betekent dat de nettostroom over het membraan 0 is, dus dat de membraanpotentiaal niet verandert.