Neuro 3: membraan- en actiepotentiaal

Question 1

Rust membraan potentiaal

Answer 1

• Binnenkant van neuron is negatief geladen ten opzichte van buiten
• Factoren van een negatief geladen neuron:
• Cytosol en extracellulaire vloeistof: bevatten zouten
  o K+, Na+ en Cl- nodig (K+ belangrijk)
• Fosfolipide celmembraan: imperiabel voor water en zouten
• Ion kanalen
  o Selectief en passief
  o Non-gated (constant open) of gated (trigger nodig)
• Ion pompen
  o Na+/K+-ATPase: actief transport (veel ATP nodig)
   3 Na+ uit en 2 K+ in

Question 2

Elektrische stroom berekenen

Answer 2

• Lading wordt meegedragen door ionen
• De wet van ohm: I = V (voltage) / R (de weerstand)
• Kanalen hebben een bepaalde weerstand
• Weerstand wordt vaak aangegeven in g = 1/R (conductantie)
• Dus nieuwe wet is I = g x V
  o R wordt beïnvloed door specifieke constante van kanaal
  o En de hoeveelheid kanalen

Question 3

Actie potentiaal

Answer 3

• Informatie in het zenuwstelsel door de ongemyeliniseerde axonen heen
• Een hyperpolarisatie response gaat proportioneel dalen met de stimulus. Een depolarisatie response maakt pas een volledige grafiek wanneer de stimulus even/hoger is als de vuurdrempel
• Sterkte-tijd verhouding: hoe minder tijd er is, hoe groter de sterkte moet zijn

Question 4

Wat zijn de factoren van een evenwichtspotentiaal? Welk mechanisme speelt hierbij?

Answer 4

• Evenwicht: Drijvende kracht van concentratie verschil en drijvende kracht van voltage verschil even groot
• Twee factoren spelen een rol bij ion transport
  o Concentratie gradiënt
  o Elektrische veld: Ohmse wet
• Stappenplan:
• K+ stroomt naar buiten
• Concentratie buiten cel wordt hoger, en binnen wordt lager
• Hierdoor ontstaan elektrische ladingsverschillen
• Positief verlaat de cel —> hierdoor wordt binnen de cel negatief geladen
• Tot -80mV: de kalium concentratie is dan even groot in zowel binnen als buiten
• Dit is de rust situatie: Ik = 0
• Elektrische lading en concentratie gradiënt zijn even groot –> stroom heft elkaar op
• Drijvende kracht: verschil tussen membraanpotentiaal en evenwichtspotentiaal

Question 5

Kalium concentratie

Answer 5

• Hypokalinmie: te lage kalium concentratie —> hyperpolarisatie
• Hyperkalinmie: te hoge kalium concentratie —> depolarisatie
• Gliacellen kunnen kalium opnemen bij een te hoog gehalte en ergens anders weer exciteren
• Daarnaast werken hormonen ook mee aan het kalium gehalte

Question 6

Refractie periode

Answer 6

• Korte periode van inexciteerbaarheid, want ze moeten nog herstellen
• Hierdoor kan de actie potentiaal maar naar één kant
• Vergelijkbaar met de wave
• Absolute refractie: Na+ kanalen inactief
• Relatieve refractie: meer K+ opwekking –> undershoot –> meer stimulatie nodig

Question 7

Ziekte van ion kanalen

Answer 7

• Myotinia congenita: mutatie van chloride kanaal
• Spierstijfheid en kramp
• Spontane activatie van potentialen
• Conductantie (g) van chloride kanalen lager door minder kanalen
  o Membraan potentiaal iets minder negatief
  o Hierdoor iets makkelijker om potentiaal te creëren
  o Ook membraan potentiaal wordt afhankelijker van kalium
  o Spontane actie potentiaal –> spiercontractie

Question 8

Voltage clamp techniek

Answer 8

• Verandering van g te meten door actie potentiaal te meten
• Vierde segment van een Na+ -kanaal is een voltage meter door positieve geladen aminozuren
• Door verandering van het elektrisch veld —> verandert van configuratie waardoor poort open gaat bij impuls –> dit leidt tot actiepotentiaal

Question 9

Patch-clamp

Answer 9

voltage clamp techniek om de stroom te meten tussen individuele kanalen

Question 10

Dysfunctie van voltage-gated natrium kanaal

Answer 10

• Oorzaken: genetisch defect of toxines
• Te lang open –> epilepsie
• Geblokkeerd –> onbewust