Basisstof 5

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Basisstof 5: neurale regulatie

Leerdoelen

• Je kunt beschrijven hoe impulsgeleiding plaatsvindt

• Je kunt beschrijven hoe impulsoverdracht plaatsvindt

Opdrachten huiswerk

Sleep ieder onderdeel naar de juiste plek.

Axon

Dendriet

Cellichaam

Synaps

Myelineschede

Hoe wordt een impuls doorgegeven tussen twee zenuwcellen?

1. Via hormonen die binden aan receptoren
2. Via een elektrisch signaal
3. Via neurotransmitters die binden aan receptoren
4. Via eiwitten op de celmembraan

Impuls

Een elektrisch signaal

Impuls

Impulsgeleiding

Bij een zenuwcel is er een verschil in lading tussen de binnenkant en de buitenkant.

In rust: binnenkant -70 mV -> rustpotentiaal

Bij impuls: binnenkant +20mV -> actiepotentiaal

Potentiaal = elektrische lading op het membraan

Hoe komt dit ladingsverschil tot stand?

Verschil in ionen (geladen deeltjes) tussen de binnen- en de buitenkant

Rustpotentiaal

• Binnenin de cel bevinden zich minder ionen met een positieve lading en zijn er ook nog ionen met een negatieve lading
• De rustpotentiaal is daarom negatief -> -70 mV

Animatie natrium-kalium-pomp

Rustpotentiaal

Buiten de cel veel natrium

In de cel veel kalium 

De ion-kanalen staan dicht

De concentraties kalium en natrium worden in stand gehouden door de natrium-kalium pomp

Rustpotentiaal = -70 milliVolt (mV)

 Actiefase

• Zodra de zenuwcel wordt geprikkeld (door het binden van neurotransmitters) gaan de natrium-kanalen eerst open
• Natrium gaat van buiten de cel naar binnen
• Hierdoor stijgt de membraanpotentiaal

Alles-of-niets-wet

Zodra het membraanpotentiaal boven de -50 mV komt (drempelwaarde) stijgt deze verder naar de +20mV

Actiefase

Om terug te gaan naar de rustpotentiaal (-70mV) moet de binnenkant weer negatief geladen worden.

• Natrium-kanalen gaan dicht
  
• Kalium-kanalen gaan open
  
• Kalium stroomt naar buiten
  
• Door de pomp stroomt natrium ook naar buiten
  

Actiefase

De kaliumkanaal sluit langzaam t.o.v. het natriumkanaal en daardoor daalt de potentiaal tijdelijk onder de -70 mV naar -90 mV

Rustpotentiaal

Uiteindelijk sluiten ook de kaliumkanalen weer en wordt de rustpotentiaal weer hersteld.

Dit gebeurt door de natrium-kalium-pomp

Samengevat

1.  rustpotentiaal -70mV. alle kanalen dicht
2. natrium kanaal open, kalium dicht, naar +20mV
3. natrium dicht, kalium open, terug naar -70mV
4. rustpotentiaal, alle kanalen dicht, -70mV

Actiefase

}

Impulsgeleiding

Impuls

Wat is de verdeling van ionen binnen en buiten de cel voordat een impuls plaats heeft gevonden?

1. Veel kalium buiten de cel en veel natrium binnen de cel
2. Veel natrium buiten de cel en veel kalium binnen de cel
3. Veel natrium en kalium buiten de cel en veel negatieve ionen binnen de cel
4. Veel natrium en kalium binnen de cel en veel negatieve ionen buiten de cel

Wat is de verdeling van ionen nadat een impuls net heeft plaatsgevonden?

1. Veel natrium binnen de cel en veel kalium buiten de cel
2. Veel kalium in de cel en veel natrium buiten de cel
3. Veel kalium en natrium binnen de cel
4. Veel natrium en kalium buiten de cel

Impulssterkte en impulsfrequentie

• Impulssterkte: de grootte van de verandering die optreedt in de elektrische lading van het celmembraan

• Een impuls is altijd even sterk als deze boven de drempelwaarde komt!

• Impulsfrequentie: het aantal impulsen per tijdseenheid

Impulsfrequentie

• Je lichaam vertaalt prikkels naar impulsen. Hoe sterker de prikkel is, hoe meer impulsen er per seconde worden gegenereerd (hogere impulsfrequentie)

Impulsgeleiding (zonder myelineschede)

Sprongsgewijze impulsgeleiding (met myelineschede)

In welk diagram is het verband tussen prikkelsterkte en impulssterkte juist weergegeven?

1. diagram 1
2. diagram 2
3. diagram 3
4. diagram 4

In welk diagram is het verband tussen impulssterkte en impulsfrequentie juist weergegeven?

1. diagram 1
2. diagram 2
3. diagram 3
4. diagram 4

Stukje herhaling

Neurotransmitter in synaps en impulsoverdracht

Neurotransmitters en impulsoverdracht

• Impulsen worden tussen zenuwcellen overgegeven door neurotransmitters
• Neurotransmitters binden aan receptoren
• Deze receptoren zijn ion-kanalen voor Na+ die open gaan, zodra een neurotransmitter eraan bindt
• Het opengaan van deze receptor ion-kanalen zorgt ervoor dat er een verandering optreedt in elektrische lading
• Verandert de elektrische lading naar boven de drempel-waarde  dan wordt de impuls doorgegeven
• Als de neurotransmitter los laat/afgebroken wordt door enzymen, gaan de ion-kanalen weer dicht

Aan de slag

Lezen basisstof 5

Maken opdracht 36 t/m 41 digitaal

Extra

Neurotransmitters

• Stoffen die de werking van het zenuwstelsel beïnvloeden
• Meer dan 50 verschillende stoffen 
• Vooral in de hersenen veel verschillende
• Kunnen stimulerend of juist remmend werken op de impulsgeleiding of impulsoverdracht

Geneesmiddelen en genotmiddelen

Mechanismen:

• meer of minder afgifte neurotransmitters
• neurotransmitters blijven langer of juist korter in synapsspleet doordat ze niet/minder snel of respectievelijk sneller worden afgebroken
• imitatie neurotransmitter
• blokkade van receptor
• stimuleren van receptor 

Voorbeelden (1)

Alcohol:

- Waarnemingsvermogen en reactievermogen wordt aanzienlijk minder.

- Sensorische en motorische impulsgeleiding wordt geremd (inhiberend)

- Impulsoverdracht in bepaalde synapsen in de hersenen vermindert.

Morfine, heroïne (pijnstillers):

- Verhindert de impulsoverdracht in bepaalde synapsen.

- Impulsen die in de hersenen pijngewaarwording veroorzaken kunnen niet ontstaan.

Nicotine:

- Stimuleert de impulsoverdracht in bepaalde synapsen (exciterend)

Voorbeelden (2)

Neurotransmitter dopamine:

- Te grote productie van dopamine in bepaalde zenuwcellen --> Schrizofrenie

- Te weinig productie --> Parkinson

Gif zwarte weduwe (spin):

- massale afgifte neurotransmitter acetylcholine

- spierspasmen

Er kan gewenning optreden: Steeds meer stof nodig om hetzelfde effect te bereiken.