Kennisblok 4

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Kennisblok 4

Inhoud kennisblok

Opwekken van actiepotentialen

Voortgeleiding van actiepotentialen

Prikkeloverdracht tussen zenuwcellen

Extra tov Biologie lessen

-

Impulsen

Een impuls is een soort elektrische stroom door een zenuwcel.

Een impuls is een tijdelijke wijziging van het potentiaalverschil (ladingverschil) tussen de buitenkant en de binnenkant van de zenuwcel. 

Hij begint ergens (dendriet of cellichaam) en verspreidt zich over het hele membraan van de zenuwcel richting de uiteinden van het axon.

Rustpotentiaal

Bij een zenuwcel in rust is het

verschil in lading tussen de

buitenkant van de cel en de

binnenkant -70mV.

De binnenkant van de cel is 

negatief geladen ten opzichte

van de buitenkant.

Rustpotentiaal - Na⁺-K⁺-pomp

BINAS 88E

Continu worden 3 

Na⁺ naar buiten en

2 K⁺naar binnen 

gepompt. 

Kost energie. 

Na⁺ en K⁺ poorten

De membraanpotentiaal kan veranderen door het openen en sluiten van Na⁺ en K⁺ poorten (passief).

Na⁺ poorten kunnen openen als gevolg van:

een chemische prikkel (neurotransmitter in synaps)

een elektrische prikkel (poorten ernaast gaat open)

een mechanische prikkel (tastzintuig)

Actiepotentiaal (88F) BINAS!

1 Rustfase

2 Prikkel -> depolarisatie

Prikkel zwak:

kleine depolarisatie en herstel naar rustpotentiaal

2 Drempelwaarde

Prikkel sterk genoeg:

Membraanpotentiaal naar -50mV: 

actiepotentiaal

3 Actiepotentiaal

Alle Na⁺ poorten gaan open, cascade

4 Repolarisatie

Bij 30 mV sluiten de Na⁺ poorten en openen de K⁺ poorten

5 Hyperpolarisatie

K⁺ poorten reageren iets te traag bij bereiken rustpotentiaal

Impulsrichting

Doordat volgende Na+ poorten openen als gevolg van de actiepotentiaal in de buurt 'loopt' de actiepotentiaal over het hele neuron. Van dendriet naar het uiteinde van alle axonen.

Impulsrichting

Impulsrichting

Als de Na⁺ poorten sluiten na een actiepotentiaal van 30mV kunnen ze even niet meer geopend worden.

Deze tijd heet de absoluut refractaire periode.

Deze periode is lang genoeg om te voorkomen dat de impuls ook weer terug gaat. De impuls gaat dus altijd maar één kant op.

Prikkelsterkte

De actiepotentiaal is altijdeven sterk. Sterkere prikkel: hogere frequentie van actiepotentialen.

Lange afstanden

Lange uitlopers hebben een myleineschede.

Deze myelineschede versnelt de impuls geleiding.

Lange afstanden

Op de plek van de myeline kunnen er geen ionen in of uit de cel. Er bevinden zich geen Na⁺/K⁺-pompen of Na⁺ en K⁺ poorten.

Op de plek van de insnoering van Ranvier kan dit wél.

Hierdoor 'springt' de impuls van insnoering naar insnoering. Dit is nóg sneller.

Dit heet saltatoire impulsgeleiding.

Actiepotentiaal (88F) BINAS!

Impulsoverdracht tussen neuronen

Gebeurt altijd één richting op.

Impulsoverdracht tussen neuronen

Exciterende neurotransmitters

Stimuleren het volgende neuron

bv Acetylcholine

Inhiberende neurotransmitters

Remmen het volgende neuron

bv GABA

Impulsoverdracht tussen neuronen

Elk neuron maakt maar één type neurotransmitter en kan dus ook alleen maar óf exciterend zijn óf inhiberend.

Wat gebeurt er in de synaps? Tabel 88G

Exciterende neurotransmitter

Stap 1a: Impuls komt aan bij de synaps (presynaptisch membraan)

Exciterende neurotransmitter

Stap 1b: Ca2+ poorten gaan open, Ca2+ ionen stromen de cel in

Exciterende neurotransmitter

Stap 2: Neurotransmitterblaasjes worden gemobiliseerd (klaargezet)

Exciterende neurotransmitter

Stap 3: Blaasjes fuseren met presynaptisch membraan – neurotransmitter in synaptische spleet

Exciterende neurotransmitter

Stap 4: Neurotransmitter bindt aan receptoren op het post-synaptisch membraan

Exciterende neurotransmitter

Stap 5: Na+ poorten openen: depolarisatie, actiepotentiaal bij voldoende prikkeling

Exciterende neurotransmitter

Stap 6: Neurotransmitter wordt afgebroken door enzymen, poorten sluiten

Exciterende neurotransmitter-> EPSP

Exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP):

de membraanpotentiaal van het postsynaptisch neuron wordt tijdelijk minder negatief

Inhiberende neurotransmitter

Stap 5: K+ poorten openen (K+ naar buiten!), dus hyperpolarisatie!

X

X

Inhiberende neurotransmitter-> IPSP

Inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP):

de membraanpotentiaal van het postsynaptisch neuron wordt tijdelijk  negatiever

EPSP + IPSP = summatie

Elk neuron heeft contact met meerdere andere neuronen.

EPSP + IPSP = summatie

De EPSP als gevolg van één stimulerende neurotransmitter is meestal te gering om een actiepotentiaal op te wekken.

EPSP + IPSP = summatie

De optelsom (summatie) van alle EPSP's en IPSP's op een bepaald moment bepalen of er in het postsynaptisch neuron een actiepotentiaal optreedt.