VO. Epilepsie, neuron tot netwerk (leren) Flashcards
Wat wordt bedoeld met de Nernstpotentiaal van K+ (EK)?
De elektrische potentiaal waarbij de chemische drijvende kracht die K⁺-ionen naar buiten duwt precies in evenwicht is met de elektrische kracht die ze naar binnen trekt. Dit betekent dat er bij Eₖ geen netto flux van K⁺-ionen plaatsvindt over de celmembraan.
Is EK positiever, negatiever of gelijk aan de membraanpotentiaal tijdens de undershoot?
Tijdens de undershoot (hyperpolarisatie) is de membraanpotentiaal negatiever dan de rustpotentiaal, en ongeveer gelijk aan of net iets negatiever dan Eₖ.
Wat is de membraanpotentiaal in rust?
-70 mV
Aan de extracellulaire zijde zitten meer Na ionen dan intracellulair. Intracellulair zitten er meer kalium ionen
Beredeneer of de Nernstpotentiaal van Na+ (ENa) positiever, negatiever of gelijk is aan de piek van de actiepotentiaal.
Ena is positiever dan de piek van de actiepotentiaal.
Tijdens de piek van de actiepotentiaal zijn de spanningsafhankelijke Na⁺-kanalen open, en stroomt Na⁺ snel de cel binnen, waardoor de membraanpotentiaal positief wordt. De piek van de actiepotentiaal ligt doorgaans rond +30 tot +50 mV, afhankelijk van het celtype.
Undershoot
Vindt plaats na de piek van de actiepotentiaal als de kaliumkanalen nog open staan
Wat gebeurt er met de membraanpotentiaal tijdens de undershoot?
Die is negatiever dan de rustpotentiaal
Waar is de Nernstpotentiaal afhankelijk van?
De concentratie van het ion
Welke stroom is minimaal nodig om een actiepotentiaal op te wekken?
Een actiepotentiaal wordt opgewekt als de membraanpotentiaal de drempelwaarde bereikt, meestal rond -50 mV tot -40 mV
Verklaar het grote verschil in het verloop van de membraanpotentiaal net boven en net onder de drempel.
Boven: De positieve terugkoppeling van Na⁺-kanalen wordt geactiveerd, waardoor een volledige actiepotentiaal ontstaat.
Onder: De membraanpotentiaal keert terug naar rust omdat er onvoldoende Na⁺-instroom is om de positieve terugkoppeling op gang te brengen.
Een actiepotentiaal is dus een alles of niets fenomeen: een kleine extra depolarisatie kan het verschil maken tussen geen of een volledige actiepotentiaal
Hoe verklaar je dat de actiepotentiaal later komt indien vlak boven de drempelwaarde gestimuleerd wordt?
Er is zwakke stimulatie van de Na+ kanalen, er openen er enkele waardoor de depolarisatie langzaam op gang komt. De K+ kanalen proberen membraanpotentiaal terug naar rust te trekken en de Na+ kanalen moeten open blijven om dit te overwinnen, dit kost extra tijd. Er moet een kritische hoeveelheid Na kanalen open staan voordat de actiepotentiaal begint
Wat is de refractaire periode? Noem twee mechanismen die hieraan bijdragen.
De refractaire periode is de tijd na een actiepotentiaal waarin een neuron niet of moeilijker een nieuwe actiepotentiaal kan genereren.
- Na⁺-kanaal inactivatie voorkomt een onmiddellijke actiepotentiaal (absolute refractaire periode).
- Verhoogde K⁺-geleiding maakt het moeilijker om de drempelwaarde te bereiken (relatieve refractaire periode).
conductantie (gNa, in siemens)
De mate waarin het membraan ionen kan geleiden. Het wordt bepaald door het aantal geopende kanalen. Een hoge gNa betekent dat er veel kanalen open staan.
natriumstroom (INa)
De daadwerkelijke beweging van Na⁺-ionen door het membraan (in ampere). afhankelijk van gNa en de driving force (Vm-E,ion)
Wat gebeurt tijdens de stijgende fase van actiepotentiaal
- Spanningsafhankelijke Na⁺-kanalen openen → gNa neemt toe
- Vm wordt minder negatief en nadert E,ion
- Hierdoor stroomt het ion naar binnen (I,ion is negatief)
Piek actiepotentiaal
Vm is ongeveer gelijk aan E,ion > drijvende kracht wordt kleiner > I neemt af, ook al is g hoog.
Tijdens repolarisatie
- g daalt door sluiting kanalen
- Vm wordt negatiever > driving force wordt negatief, maar door lage g blijft I klein
In welke fase van de actiepotentiaal valt de piek van de natriumconductantie
De piek van de natriumconductantie (gNa) valt in de stijgende fase (depolarisatie) van de actiepotentiaal, vlak vóór het bereiken van de piek van de actiepotentiaal.
Tijdens welke fase van de actiepotentiaal valt de piek van de inwaartse Na+-stroom?
De piek van de inwaartse Na⁺-stroom valt vroeg in de depolarisatiefase, vóór de piek van de actiepotentiaal.
Hoe komt het dat de piek van de inwaartse stroom later valt dan het tijdstip waarop gNa maximaal is?
De piek van de inwaartse natriumstroom valt later dan de piek van omdat, hoewel de conductantie (het aantal geopende kanalen) op zijn maximum komt tijdens de depolarisatie, de drijvende kracht op dat moment al begint af te nemen. De inwaartse stroom is het resultaat van zowel het aantal geopende kanalen als de grootte van de driving force, en deze driving force vermindert geleidelijk, waardoor de piek van de stroom later valt dan de piek van de conductantie.
Hoe verklaar je dat tijdens de piek van de actiepotentiaal de Na+-stroom juist een dip heeft?
Afname van de drijvende kracht: De membraanpotentiaal nadert de Nernstpotentiaal van Na⁺, waardoor de drijvende kracht voor Na⁺-instroom kleiner wordt, wat ook bijdraagt aan de afname van de Na⁺-stroom.
Wat is groter, de maximale uitwaartse K+ stroom tijdens de repolarisatie-fase of de maximale inwaartse Na+ stroom tijdens de depolarisatie-fase?
De maximale uitwaartse K⁺-stroom tijdens de repolarisatiefase is groter dan de maximale inwaartse Na⁺-stroom tijdens de depolarisatiefase.
Hoe komt het dat de repolarisatiefase dan toch zoveel langer duurt dan de depolarisatie?
De depolarisatiefase is snel omdat de Na⁺-stroom kortdurend en krachtig is, en Na⁺-kanalen snel inactiveren.
De repolarisatiefase duurt langer omdat de K⁺-kanalen langzamer openen en sluiten, de K⁺-stroom langer aanhoudt, en de membraanpotentiaal geleidelijk terugkeert naar de rustpotentiaal. Dit zorgt ervoor dat de repolarisatie meer tijd nodig heeft, ondanks dat de K⁺-stroom groter is dan de Na⁺-stroom.
Wat is het verschil tussen Current clamp en Voltage clamp?
Current clamp: controleert de stroom, er wordt gekeken wat er gebeurt met membraanpotentiaal
Voltage clamp: De stroom wordt gemeten die nodig is om de membraanpotentiaal te behouden
Omkeerpotentiaal
Als je negatiever zit dan evenwichtspotentiaal is er omkeer van stroom, bijvoorbeeld omdat de elektrische kracht groter is dan de chemische kracht.
Wat is de drempel voor activatie van de Na+ kanalen?
Meestal rond -55 mV
Is de activatie van de Na+ kanalen sneller of langzamer dan van de K+ kanalen? Waarom is dit belangrijk?
De activatie van Na kanalen is sneller. Dit verschil in snelheid is belangrijk omdat het de tijdelijke scheiding van de depolarisatie en repolarisatie van de actiepotentiaal mogelijk maakt, wat essentieel is voor het functioneren van neuronen en spiercellen.
Hoe komt het dat de stroom eerst groter wordt en dan kleiner?
De stroom is eerst groter omdat de Na⁺-kanalen snel openen en er een grote instroom van Na⁺ is, maar de stroom neemt af naarmate de membraanpotentiaal dichter bij de Nernstpotentiaal van Na⁺ komt en de kanalen inactiveren.
Wat gebeurt er als de drempelwaarde omhoog gaat?
Minder prikkelbaarheid van de cel, de stroom die nodig is om een actiepotentiaal op te wekken wordt groter.
Wat gebeurt er met de curve bij epilepsie?
De curve zal naar links zijn opgeschoven (naar hyperpolarisatie), want bij eenzelfde membraanpotentiaal is er verhoogde conductantie en dus verhoogde prikkelbaarheid
Wat gebeurt er met de curve bij het gebruik van anti-epileptica?
Curve gaat naar rechts, richting depolarisatie, de conductantie zal afnemen en er is verminderde prikkelbaarheid
Waardoor wordt een epileptische aanval gekenmerkt op cellulair niveau?
Synchroon vuren van een groot aantal neuronen. Een verstoring van de balans tussen excitatie en inhibitie is verantwoordelijk voor het ontstaan van een aanval.
Picrotoxine
Blokkeert Gaba receptoren (chloride kanalen met remmende werking), waardoor remming wegvalt.
Als Gaba aan de receptoren bindt laat het Cl- ionen de cel binnen > hyperpolarisatie
Door dit middel kunnen aanvallen dus uitgelokt worden
Vuistregel
Hoe meer excitatie, hoe meer rekrutatie van inhibitie
