PBFG09 - Les 6 - H48 Actiepotentiaal

• Biologie
• HBO
• Studiejaar 1

PBFG09: Vergelijkende anatomie en Fysiologie II

Les 6

Hoofdstuk 48.1, 48.2 en 48.3

Niels Noordzij - [e-mail]

Sander Harting - [e-mail]

Inhoud van de les

Campbell hoofdstuk 48

Paragraaf 48.1, 48.2 en 48.3

Kernzin

Door middel van een actiepotentiaal geeft een neuron een signaal door van dendriet naar axon.

Lesdoelen

1. Je moet de termen  'Sensorische neuronen, schakelcellen en motorische neuronen kennen'
   
2. Je moet de rol van de natrium/kalium-pomp kunnen uitleggen
   
3. Je moet de verschillende stadia van de actiepotentiaal kunnen uitleggen
   
4. Je moet kunnen uitleggen waarom de actiepotentiaal maar één kant op kan gaan
   
5. Je kunt het effect van myelineschede kunnen uitleggen
   

Paragraaf 48.1

Overzicht van het zenuwstelsel van een inktvis

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Informatieverwerking

Sensorische neuronen --> transporteren informatie die ze ontvangen van externe stimuli en interne condities

Schakelcellen (interneuronen) --> verwerken in de hersenen de signalen uit de sensorische neuronen

Motorische neuronen -->  Signalen ('opdrachten') uit de hersenen worden door motorische neuronen naar spieren en/of klieren vervoerd.

Sensorische zenuwcellen: Lange axon met met cellichaam halverwege axon. Verbindt zintuigen met schakelcellen/interneuronen in CZ.

Interneuronen/schakelcellen: Bevinden zich in CZ. Koppelen sensorische aan motorische zenuwcellen. Analyse en interpretatie van sensorische input.

Motorische zenuwcellen: lange axon, cellichaam aan begin. Ontvangen informatie van schakelcellen/interneuronen en geven deze door aan spier/kliercellen.

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie: 

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

https:

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Gliacellen in het zenuwstelsel

Perifeer zenuwstelsel

• Cellen van Schwann
• Cellen van het immuunsysteem

Centraal zenuwstelsel

• Oligodendrocyten
• Astrocyten
• Microgliacellen

Referentie

http://home.kpn.nl/b1beukema/myelination1.jpg

Steuncellen = glia (cellen). Uiteenlopende functie; Voeden, isoleren, reguleren extracellulaire vloeistof (+ aanvullen zenuwcellen en versturen informatie).

Cellen van Schwann: isoleren cellen; versnellen transport informatie

Oligondrocyten: zelfde functie in CS.

Microglia: imuunsysteem; beschermen tegen ziekteverwekkers.

Astrocyten: Helpen bij informatie overgave, extracellulaire ion concentraties, Bloedtoevoer, formering bloed-brein barriere. Kunnen als stamcel fungeren en nieuwe zenuwcellen worden.

Referentie:

http://home.kpn.nl/b1beukema/myelination1.jpg

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Reflexboog

Referentie

https://www.10voorbiologie.nl/afbfczw/H32%20zenuwstelsel%20en%20spieren%20(Havo)/320402kniepeesreflex.jpg

Referentie:

https://www.10voorbiologie.nl/afbfczw/H32%20zenuwstelsel%20en%20spieren%20(Havo)/320402kniepeesreflex.jpg

Paragraaf 48.2

Ionenpompen (Na⁺/K⁺ pomp)

Ionenpompen

Membraanpotentiaal: De binnenkant van een neuron is negatief geladen tov de buitenkant (negatief ladingsverschil).

In rust: Rustpotentiaal, -70 mV verschil.

Veranderingen het het rustpotentiaal werken als signaal.

Referentie

https://www.10voorbiologie.nl/afbfczw/H18%20Zenuwstelsel%20en%20beweging/Trompert_18-3-1_1.jpg

Referentie:

https://www.10voorbiologie.nl/afbfczw/H18%20Zenuwstelsel%20en%20beweging/Trompert_18-3-1_1.jpg

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Rustpotentiaal wordt gevormd door K+ ionen die dmv diffusie de zenuw verlaten. Via geopende kalium kanalen gaan deze naar buiten en nemen een + lading mee.

Na+ kanalen zijn gesloten. Meer K+ ionen gaan de cel uit waardoor de zenuwcel zelf steeds negatiever wordt t.o.v. de buitenkant. Echter, hoe negatiever de binnenkant, hoe groter de aantrekkingskracht van de binnenkant van de zenuwcel is, hoe meer K+ ionen van buiten worden aangetrokken =Elektrisch gradient. 

Er staan maar een paar Na+ kanalen open. Hierdoor diffundeert Na+ naar binnen en zorgt voor een minder negatieve lading in de cel. Echter veel minder open Na+ kanalen.

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Rustpotentiaal

Evenveel K⁺ de cel in als Na⁺ de cel uit

Paragraaf 48.3

Actiepotentialen

K⁺ kanaal open, K⁺ naar buiten

Na⁺ kanaal open, Na⁺ naar binnen

Depolarisatie: drempel overschreden: alles-of-niets

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Een zenuwcel bevat ook ionen kanalen die open gaan n.a.v. een prikkel/stimulus. Doordat deze open gaan kunnen snel veel ionen over het membraan. Dit verandert het ladingsverschil tussen binnen en buiten.

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Actiepotentialen

Een neuron kan honderden actiepotentialen per seconde produceren

De frequentie (hoe veel actiepotentialen per seconde) geeft de sterkte van de prikkel weer

De hoogte van de actiepotentiaal speelt geen rol, enkel de frequentie.

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Geleiding van de actiepotentiaal

Een actiepotentiaal kan over lange afstand (+/- 1 meter) vervoerd worden  omdat het zichzelf "oproept" langs een axon

• Domino-effect!

Refractaire periode --> ongevoeligheid van een stukje axon waar net een actiepotentiaal is geweest voor een volgende actiepotentiaal --> zorgt dat actiepotentiaal maar één kant op kan gaan.

Refractiaire periode: Na+ kanalen blijven gesloten tijden falling phase en undershoot.

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Hoe breder de zenuwcel, hoe sneller een actiepotentiaal kan reizen door de zenuw. Echter, mens hele smalle zenuwcellen; Zo kunnen veel zenuwcellen samengepakt worden; myelineschede, gevormd door cellen van Schwann versnellen actiepotentiaal. 1 Cel gewikkeld om stukje axon. Door membranen van lipides; goede isolatie. Insnoeringen van ranvier tussen cellen van Schwann bevatten de ion kanalen; actiepotentialen reizen van insnoering naar insnoering.

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Deze geleiding is saltatoir

Referentie

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Referentie:

Plaatjes afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 48

Geleidingssnelheid

Geleidingssnelheid (hoe snel de actiepotentiaal over het axon beweegt) neemt toe naar mate de diameter van het axon groter is

In vertebraten --> Axonen geïsoleerd door myelineschede

• Ook hierdoor neemt de geleidingssnelheid toe

Myelineschede wordt gemaakt door speciale cellen: Cellen van Schwann (PZS) of oligodendrocyten (CZS)

Even oefenen...

Het oog

Lichtreceptoren vangen licht (fotonen) op met behulp van pigmenten in

geplooide membranen. Deze prikkels worden in het zenuwstelsel omgezet

in impulsen (actiepotentialen).

Er zijn twee oertypen lichtreceptoren: rhabdomere en ciliaire receptoren. De rhabdomere receptoren lijken kenmerkend voor ongewervelden, de ciliaire voor gewervelden. 

Lichtreceptoren hebben grote overeenkomsten met zenuwcellen. Zo zijn ze negatief geladen ten opzichte van het omringende milieu en is de intracellulaire Na⁺ -concentratie lager dan in het omringende milieu. 

Lichtprikkels leiden tot een verandering van de membraanpotentiaal in lichtreceptoren. In rhabdomere receptoren (bij ongewervelden) openen daardoor de Na⁺-kanalen. In ciliaire receptoren (bij gewervelden), zoals de staafjes in ons netvlies, leidt dit tot het sluiten van de Na⁺-kanalen.

Zijn belichte staafjes bij de mens negatiever geladen of minder negatief geladen dan staafjes in het donker? En vindt bij staafjes in het licht dan depolarisatie of hyperpolarisatie plaats?

1. Negatiever - Depolarisatie
2. Negatiever - Hyperpolarisatie
3. Minder negatief - Depolarisatie
4. Minder negatief - Hyperpolarisatie

Het handhaven van een rustpotentiaal kost energie en gebeurt in ciliaire en rhabdomere receptoren op gelijke wijze.

Welk membraaneiwit verbruikt veel energie bij het handhaven van een
rustpotentiaal?

Lesdoelen

1. Je moet de termen  'Sensorische neuronen, schakelcellen en motorische neuronen kennen'
   
2. Je moet de rol van de natrium/kalium-pomp kunnen uitleggen
   
3. Je moet de verschillende stadia van de actiepotentiaal kunnen uitleggen
   
4. Je moet kunnen uitleggen waarom de actiepotentiaal maar één kant op kan gaan
   
5. Je kunt het effect van myelineschede kunnen uitleggen
   

Kernzin

Door middel van een actiepotentiaal geeft een neuron een signaal door van dendriet naar axon.

Huiswerk volgende les

Lezen Campbell paragraaf:

• 48.4

Vragen?