Rustpotentiaal en actiepotentiaal H1.2 (College 2)

Question 1

Membraanpotentiaal in rust

Answer 1

fosfolipiden (vet) dubbellaag met eiwitkanalen.
extracellulair: meer Na+
intracellulair: meer K+
Waarom negatief (-70 mV)?
Door eiwitten en chloride (Cl-) in de cel.

Question 2

Natrium-Kalium-pomp

Answer 2

Pompt 3 Na+ uit de cel, en 2 K+ naar binnen.

Kost veel energie, maar bewaart het rustpotentiaal. Dat is belangrijk voor snelle reactie.

Question 3

2 krachten die in rustpotentiaal spelen

Answer 3

1. Elektrische gradiënt (Na+ en K+ willen de cel in, want daar is het negatiever geladen. Opposites attract)
2. Concentratie gradiënt (verschil in concentratie v ion aan binnen- vs buitenkant vd cel)

Na+ wil cel in volgens conc. en elek. gradiënt. Maar Na+ kanalen zijn gesloten tijdens rustpotentiaal. Er gaat alleen Na+ UIT de cel dmv Na+/K+ pomp.

K+ volgens elek. gradiënt in de cel. Maar vlgns. concentratie gradiënt eruit (want er is meer K+ in cel dan erbuiten). K+ wil net wat liever naar buiten. Maar de Na+/K+ pomp pompt het er weer in.

Question 4

Graduele potentiaal

Answer 4

Door neurotransmitter veroorzaakte verandering in membraanpotentiaal op dendriet of soma
Als K+ kanalen opengaan: membraanpotentiaal meer negatief (inhibitie) –> lokale hyperpolarisatie)
Als Na+ kanalen opengaan: membraanpotentiaal minder negatief (excitatie) –> lokale depolarisatie)

Gradueel, want: amplitude-sterkte v potentiaalverandering is evenredig met sterkte vd prikkel.
En: “Amplitude vd graded potential neemt af als functie van de afstand tot de prikkel” (lading verspreidt zich over hele cel, dus potentiaalverandering in nabijgelegen delen is minder sterk).

Question 5

2 typen ionkanalen

Answer 5

1. Ligand-afhankelijk
   Openen/sluiten als ligand (=stof, bijv. neurotransmitter) zich aan kanaal bindt. Vooral op dendrieten/soma. Belangrijk bij graduele potentialen, en bij reageren op neurotransmitters.
2. Volgate-afhankelijk
   Reageren op verandering in membraanpotentiaal. Op axonheuvel en langs hele axon. Belangrijk bij ontstaan en doorgeven van actiepotentiaal

Question 6

Actiepotentiaal

Answer 6

= hele snelle verandering in elektrisch potentiaal. Beweegt van axonheuvel naar uiteinde van axon

Question 7

Actiepotentiaal in stappen

Answer 7

1. Rustpotentiaal: Na+ kanalen gesloten. K+ kanalen bijna gesloten.
2. Depolarisatie door graded potential die kanalen bereikt: deel Na+ en K+ kanalen openen -> Na+ stroomt cel in (want: concentratiegradiënt + elektrische gradiënt) -> membraanpotentiaal wordt langzaam minder negatief.
3. Rising phase of action potential (als depolarisatie een treshold bereikt): alle Na+ kanalen open -> Na+ stroomt heel snel cel in -> giga depolarisatie.
4. Falling phase of action potential (hyperpolarisatie).
   
   • K+ uit de cel (want: concentratiegradiënt, en nu ook elektrische gradiënt).
   • Na+ kanalen dicht
5. Undershoot: membraanpotentiaal is net wat negatiever dan normaal.

NB: K+/Na+ pomp speelt geen rol bij eindigen, want is te traag. Zorgt wel voor normalisatie concentratieverschillen.
PS: verdoving blokkeert Na+ kanalen, waardoor geen actiepotentiaal kan worden getriggerd.

Question 8

Alles of niets

Answer 8

Actiepotentialen zijn voor een gegeven neuron ALTIJD gelijk in amplitude/vorm/duur/voortplantingssnelheid.
Sterkere prikkels -> meer actiepotentialen.
NIET voor snellere voortplanting/amplitude.
(ook als membraanpotentiaal heel sterk depolariseert is het niet sterker. Wel: na refractaire periode is er nu grotere kans op nog een actiepotentiaal).

Question 9

Refractaire periode

Answer 9

vlak na piek actiepotentiaal kan neuron niet gelijk weer een actiepotentiaal afgeven, want Na+ kunnen niet direct weer open, en K+ zijn nog open.
Onderscheid:
1. Absolute refractaire periode (Na+ kanalen dicht, dus neuron kan helemaal niet vuren). 1 ms
2. Relatieve refractie periode (omdat ‘ie nog in undershoot zit is sterkere dan normale stimulatie nodig om treshold te bereiken).

Question 10

Propogatie

Answer 10

Voorplanting van actiepotentiaal langs axon.
Combi van:
- Passieve geleiding (Na+ stroomt in axon, en wordt aangetrokken door negatiever geladen deel vh axon -> kleine depolarisatie).
- Actieve geleiding (kleine depolarisatie -> Na+ kanalen open -> nieuwe Na+ in cel -> verspreidt zich dmv passieve geleiding naar volgende deel axon.

Question 11

Actiepotentiaal in axon samengevat

Answer 11

• Treshold -> Na+ en K+ open
• K+ nog weinig effect
• Na+ open -> Na+ in axon
• Positieve lading naar volgende punt. Daar opent het Na+ kanalen
• Piek actiepotentiaal: Na+ gaan dicht.
• K+ blijven open, dus K+ uit axon, en naar rustpotentiaal.
• K+ gaat ook dicht.

Question 12

Saltatory conduction

Answer 12

Actiepotentialen gaan van de ene naar de andere knoop van Ranvier.

• > sneler
• > energiezuiniger, want minder gebruik van Na+/K+ pomp.