H4 Thema 5 Basisstof 5 Neurale regulatie

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Thema 5 Basisstof 5

Impulsgeleiding

HAVO4

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

Leerdoelen

1. Je kunt beschrijven hoe impulsgeleiding plaatsvindt 
2. Je kunt beschrijven hoe impulsoverdracht plaatsvindt

Leestijd

Lezen blz. 36 - 37

• Rustpotentiaal
• Impulsgeleiding 

• Afbeelding 39, 40

Impulsgeleiding

• Vindt plaats door ionkanalen:

1. Natrium-kanaal 
2. Kalium-kanaal
3. Natrium-kalium pomp

Rustpotentiaal

• Potentiaal = Elektrische lading die staat op het membraan 
• De lading komt tot stand door de verdeling van ionen binnen en buiten de cel 
• 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 miliVolt (mV)

Een zenuwcel in rust

• Buiten de cel veel natrium
• In de cel veel kalium 
• De kanalen staan dicht
• De concentraties kalium en natrium worden in stand gehouden door de natrium-kalium pomp
• Rustpotentiaal = -70 miliVolt (mV)

Impulsgeleiding

• Een impuls in een zenuwcel begint als er
  neurotransmitters binden aan de receptor
  in de synaptische spleet
• Dit leidt tot het 1 voor 1 opengaan van de ionkanalen
• Het opengaan van ionkanalen zorgt voor transport
  van positief geladen ion over het membraan waardoor
  het potentiaal van het membraan veranderd.
• Iedere zenuwcel heeft een drempelwaarde: Als de potentiaal hoger wordt dan -50 mV ontstaat er een impuls
• De afbeelding rechts laat zien wat er gebeurt met het membraanpotentiaal zodra een impuls plaatsvindt. 

Een impuls stap 1:

rustfase

• De zenuwcel is in rust
• Het natriumkanaal en het kaliumkanaal zijn allebei dicht
• Potentiaal = -70 mV

Een impuls stap 2:
depolarisatie

• Zodra de zenuwcel wordt geprikkeld door het binden van neurotransmitters gaan de natriumkanalen eerst open
• Natrium gaat van buiten de cel naar binnen
• Hierdoor stijgt de membraanpotentiaal

Een impuls stap 3:

repolarisatie

• Zodra het membraanpotentiaal over de 0 gaat gaan de kaliumkanalen open
• Kalium gaat van binnen de cel naar buiten, hierdoor daalt de membraanpotentiaal weer
• Het natriumkanaal gaat weer dicht

Een impuls stap 4:

hyporpolarisatie

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

Een impuls stap 5:

rustfase

• Uiteindelijk sluiten ook de kaliumkanalen weer en is het rustpotentiaal weer hersteld

Na de impuls

• Na de impuls is er veel kalium de cel uit gegaan en veel natrium de cel ingegaan
• Het normale evenwicht is andersom 
• De natrium-kaliumpomp hersteld het normale evenwicht door kalium de cel in te pompen en natrium uit

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

Leestijd

Lezen blz. 37 - 39

• Impulssterkte en impulsfrequentie 
• Impulsgeleiding in een
  ongemyeliniseerde uitloper
• Sprongsgewijze impulsgeleiding

• Afbeelding 41, 42, 43

Impulssterkte en impulsfrequentie

• Of een impuls wordt doorgegeven of niet is afhankelijk van de impulssterkte en frequentie
• Bij een zwakke prikkel wordt de -50 mV drempelwaarde niet behaald en blijven de meeste ionkanalen dicht. De impuls wordt dus niet doorgegeven
• Hoe grootte van het verschil in membraanpotentiaal is de impulssterkte 
• Het aantal impulsen achter elkaar is de impulsfrequentie

Impulsfrequentie

• Je lichaam vertaalt prikkels naar impulsen. Hoe sterker de prikkel is hoe meer impulsen er worden gegenereerd
• Bijvoorbeeld: Een heel hard geluid = heel veel impulsen per seconde. Een zacht geluid = een paar impulsen per sconde

Het nut van een myelineschede

• Impulsen worden geleid door het opengaan
  van ionkanalen
• Ionkanalen reageren op de elektrische lading 
• Als op plaats P de ionkanalen opengaan
  ontstaat er een impuls
• Het opengaan zorgt voor een verandering in
  elektrische lading op plaats Q
• Hierdoor gaan op plaats Q de ionkanalen open
• Op deze manier wordt een impuls stapsgewijs
  doorgegeven over het hele axon

Het nut van een myelineschede

• Stapsgewijze impulsgeleiding is echter best wel traag
• Myelineschedes (cellen van Schwann) zorgen ervoor dat een impuls sprongsgewijs kan worden doorgegeven
• Hierdoor wordt de impulsgeleiding veel sneller (50x zo snel)

In welke situatie is de
prikkelsterkte het grootst?

1. Een meisje loopt langs en je ruikt vaag de geur van haar parfum
2. Je loopt langs de bakker en ruikt sterk de geur van versgebakken broodjes
3. De prikkelsterkte is bij voorbeeld A en B gelijk

In welke situatie is de
impulssterkte het grootst?

1. Een meisje loopt langs en je ruikt vaag de geur van haar parfum
2. Je loopt langs de bakker en ruikt sterk de geur van versgebakken broodjes
3. De impulssterkte is bij voorbeeld A en B gelijk

Leestijd

Lezen blz. 40 - 41

• Neurotransmitters en
  impulsoverdracht

• Afbeelding 46

In welke situatie is de
impulsfrequentie het grootst?

1. Een meisje loopt langs en je ruikt vaag de geur van haar parfum
2. Je loopt langs de bakker en ruikt sterk de geur van versgebakken broodjes
3. De impulsfrequentie is bij voorbeeld A en B gelijk

Bij mensen met MS (multipele sclerose) zijn de myelinescheden van axonen beschadigd.
Daardoor verloopt de impulsgeleiding veel langzamer.
Leg dit uit.

De start van een impuls (1)

• Impulsen worden tussen zenuwcellen overgegeven door neurotransmitters
• Neurotransmitters binden aan receptoren
• Deze receptoren zijn ionkanalen die open gaan zodra een neurotransmitter eraan bindt
• Het opengaan van deze receptor ionkanalen zorgt ervoor dat er een verandering optreedt in elektrische lading

De start van een impuls (2)

• Verandert de elektrische lading naar boven de -50 mV dan is de drempelwaarde bereikt en gaan de normale ion-kanalen ook open
• Als de neurotransmitter los laat gaan receptor ionkanalen weer dicht en stopt de impuls

Wat betekent gewenning wanneer we praten over medicijnen, drugs en/of alcohol?

1. Je begint het steeds fijner te vinden.
2. Je gaat het steeds normaler vinden.
3. Je zenuwstelsel reageert niet meer zoals het hoort.
4. Je hebt steeds meer nodig om hetzelfde effect te bereiken.

Effect drugs, medicijnen en gif

Neurotransmitters kunnen stimulerend of remmend effect op een proces hebben

Drugs / pijnstillers / gif werken in op dit systeem!

Voorbeelden:

• XTC: serotonine "dump"
• Morfine: concurrentie op pijnreceptoreiwitten
• Botuline: acetylcholine wordt niet vrijgegeven
  → geen spierspanning

Verslaving: Impulsoverdracht gebeurt niet / minder zonder de stof

Gewenning: steeds meer van de stof nodig om hetzelfde effect te bereiken

Huiswerk

Bestudeer Basisstof 5

Maak opdracht 36 t/m 42