T1B5 - Neurale regulatie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Regeling

Thema 1

bs 5 neurale regulatie

Leerdoelen:

- Je kunt beschrijven hoe impulsgeleiding plaatsvindt.

- Je kunt beschrijven hoe impulsoverdracht plaatsvindt

Impulsgeleiding en overdracht

Tussen zintuigcellen en neuronen, neuronen onderling en tussen neuronen en spieren of klieren,. vindt communicatie plaats met behulp van: 

1. Impulsgeleiding
2. Impulsoverdracht m.b.v. Neurotransmitters.

Membraanpotentiaal

Binas 88D

Verschil in K⁺/Na⁺-ionen binnen- en buiten de cel zorgt voor een elektrische lading.

Buiten cel: 

veel Na+, weinig K+, veel Cl-

In de cel: 

weinig Na+, veel K+, weinig Cl-

Ionenverdeling

Ionen binnen en buiten de cel gescheiden door het celmembraan.

Door het verschil in concentratie zullen

er constant ionen de cel in- of uitstromen 

d.m.v. drie ion-kanalen:

1. Natrium-kanaal (Na+)
2. Kalium-kanaal (K+)
3. Natrium-kalium pomp

       (Na+ en K+)

Natriumionen stromen de cel binnen, kaliumionen de cel uit.

Membraanpotentiaal en rustpotentiaal

De natriumkanalen zijn echter moeilijker te passeren dan de kaliumkanalen.

Hierdoor ontstaat er aan de buitenkant van de cel een kleine ophoping van natriumionen. Samen met de kaliumionen, veroorzaken ze een positieve lading.

Aan de binnenkant van het membraan is er een relatief tekort aan positieve ionen (die naar buiten zijn gestroomd), dus daar ontstaat een negatieve lading.

Deze ladingen veroorzaken een spanning over het membraan. Deze spanning noem je de membraanpotentiaal. In rust is de membraanpotentiaal -70mV. Dit noem je de rustpotentiaal.

Natrium-kaliumpompen

Als er verder niks gebeurd, zal na verloop 

van tijd de membraanpotentiaal verdwijnen, 

omdat er door het stromen van ionen net 

zoveel kaliumionen en natriumionen 

in de cel zijn als daarbuiten.

Na+/K+ pompen houden de rustpotentiaal in stand.

Natrium-kaliumpompen

Houden het evenwicht en de 

rustpotentiaal in stand. 

- 3 natriumionen de cel uit

- 2 kaliumionen de cel in.

Dit proces kost ATP (energie).

1/4 van alle energie verbruikt door deze pompen.

Impulsgeleiding

Membraanpotentiaal kan veranderen door:

- neurotransmitters (synaps) -> opening ionkanalen

- toedienen van een prikkel -> opening ionkanalen

Een neuron reageert pas als de membraanpotentiaal afneemt tot -50mV, de drempelwaarde. 

Absoluut refractaire periode 

Ongevoeligheid voor nieuwe prikkels

Relatief refractaire periode

Extra sterke prikkel zorgt voor een nieuw impuls

Absoluut

Relatief

Impulssterkte- en frequentie

De omzetting van een prikkel in een impuls gebeurt volgens het alles-of-nietsprincipe.

Bij een zwakke prikkel, wordt de drempelwaarde van -50mV niet bereikt. Hierdoor gaan de voltage-gated natriumkanalen niet open en zal er geen impuls ontstaan.

Het membraanpotentiaal wordt vervolgens hersteld door Na+/K+-pompen.

Deze drempelwaarde noem je de prikkeldempel. 

Dit is de zwakste prikkel die een impuls veroorzaakt.

Impulssterkte- en frequentie

De grootte van de verandering die optreedt in de 

spanning over het celmembraan, is de impulssterkte. 

De impulssterkte is voor alle neuronen gelijk.

Zintuigcellen verwerken prikkels die in sterkte kunnen verschillen (bijv. hard/zacht geluid).

Door een sterkte prikkel ontstaan er meer impulsen (hogere impulsfrequentie).

Hoe sterker de prikkel, hoe hoger de impulsfrequentie.

Richting impulsen

Impuls kan maar één richting op door de absoluut refractaire periode

Gedurende deze periode is het neuron ongevoelig voor nieuwe prikkels, doordat de natriumkanalen tijdelijk zijn gesloten.

Impulsgeleiding in een ongemyeliniseerde neuronuitloper

• Alleen bij insoeringen van Ranvier kan het membraanpotentiaal veranderen.

1. Impuls
2. Blaasje met neurotransmitter smelt samen met presynaptisch membraan
3. Neurotransmitter komt vrij in synaptische spleet
4. Neurotransmittermoleculen binden aan ionkanalen op postsynaptisch membraan

Impulsoverdracht 

(binas 88G)

Summmatie:

depolarisaties tellen bij elkaar op

Summatie

Neurotransmitters

• Stoffen als genees-, genotmiddelen en drugs beïnvloeden de impulsoverdracht.
• De aanmaak of afgifte van neurotransmitters kan worden geremd of gestimuleerd.
• Sommige stoffen zorgen ervoor dat neurotransmitters langer aanwezig blijven.
• Sommige stoffen imiteren de neurotransmitter. 

Aan de slag

- Basisstof 5: opdr 53, 54, 57, 58, 59, 60, 62

Leerdoelen:

- Je kunt beschrijven hoe impulsgeleiding plaatsvindt.

- Je kunt beschrijven hoe impulsoverdracht plaatsvindt

Begrippen BS2

• rustpotentiaal
• natrium-kalium pomp
• depolarisatie
• actiepotentiaal
• repolarisatie
• hyperpolarisatie
• absolute refractaire periode
• relatieve refractaire periode
• alles-of-niets principe
• prikkeldrempel
• impulssterkte
• impulsfrequentie

Begrippen bij BS5

• saltatoire impulsgeleiding
• sprongsgewijze impulsgeleiding
• presynaptisch membraan
• postsynaptisch membraan
• exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP)
• Inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP)
• summatie