H14 zenuwstelsel - examentraining

H14 zenuwstelsel - examentraining

RNA-editing maakt inktvissen sneller in de kou

Koppotigen, zoals pijlinktvissen en octopussen, komen voor in alle oceanen vanaf de tropen tot aan de polen. Het zijn voor de wetenschap interessante dieren, onder meer vanwege hun bijzondere zenuwstelsel.

Garrett en Rosenthal van de Universiteit van San Juan in Puerto Rico onderzochten de koude-aanpassing van de Antarctische octopus. Inktvissen kunnen snel reageren om een prooi te vangen of aan een predator te ontsnappen. Ze hebben neuronen zonder myelineschede. De pijlinktvis heeft in de mantel speciale zenuwuitlopers: de ‘reuze-axonen’. Door de zeer grote diameter van deze uitlopers (500 tot 1000 µm) is de elektrische weerstand laag. Dit maakt een snelle impulsgeleiding mogelijk. De reuze-axonen in de verschillende delen van de mantel variëren in diameter: de langste uitlopers zijn het dikst (zie afbeelding). De pijlinktvis gebruikt een soort straalaandrijving om aan een predator te ontsnappen: doordat de pijlinktvis de mantelspieren samentrekt, wordt het water in de mantel met kracht langs de kop naar buiten geperst. Door deze waterstroom schiet het dier dan snel achteruit.

1. Beredeneer hoe een verschil in diameter van de verschillende reuze-axonen in de mantel samenhangt met de hierboven beschreven functie van de mantel.

Bij gewervelden zijn in de loop van de evolutie relatief dunne gemyeliniseerde neuronen ontstaan vanuit relatief dikke ongemyeliniseerde neuronen. De aanwezigheid van deze myelineschede versnelt de impulsgeleiding.
2. Hoe versnelt een myelineschede de impulsgeleiding?

RNA-editing maakt inktvissen sneller in de kou

Impulsgeleiding verloopt snel bij inktvissen die in tropische wateren leven, doordat de Na+- en K+-kanalen in de axonen snel werken bij de daar heersende watertemperaturen. De inktvissen in polaire wateren hebben speciale aanpassingen nodig, want in de kou functioneren deze kanalen traag.

Garrett en Rosenthal vonden dat de Antarctische octopus aangepast is aan de kou door kleine veranderingen in de Na+- en K+-kanalen in de axonen.

De actiepotentiaal of impuls in neuronen doorloopt verschillende fasen vanaf het punt dat de drempelwaarde (prikkeldrempel) wordt overschreden. Uit onderzoek aan geïsoleerde neuronen blijkt dat in neuronen van inktvissen drie processen langzamer verlopen of langer duren in de kou:

1. de depolarisatie

2. de repolarisatie

3. de refractaire periode (periode van repolarisatie tot en met hyperpolarisatie)

Vooral de K+-kanalen in de axonen blijken gevoelig voor een lage temperatuur.

1. de depolarisatie
2. de repolarisatie
3. de refractaire periode (periode van repolarisatie tot en met hyperpolarisatie)
Vooral de K+-kanalen in de axonen blijken gevoelig voor een lage temperatuur.
3. Welk of welke van de drie genoemde processen verloopt of verlopen langzamer bij een vertraagd functioneren van de K+-kanalen?

Duikende zeezoogdieren

Evolutiebiologen en fysiologen vragen zich af hoe de fenomenale duikcapaciteit van zeezoogdieren zich heeft ontwikkeld nadat deze dieren het land weer verruilden voor het water. Om die vraag te beantwoorden, onderzoeken ze bij zeezoogdieren de aanpassingen op organismaal en moleculair niveau. Als een zeeolifant onder water op jacht gaat, treedt de ‘duikreflex’ op: een sterke daling van de hartslagfrequentie en een vaatvernauwing, waardoor de bloedtoevoer naar perifere organen vermindert.

4. Welk deel van het zenuwstelsel van een zeezoogdier is voornamelijk actief bij de duikreflex?

1. het animale zenuwstelsel
2. het orthosympatische deel van het autonome zenuwstelsel
3. het parasympatische deel van het autonome zenuwstelsel

Foliumzuurverrijking bemoeilijkt diagnose zenuwbeschadiging

Het Voedingscentrum adviseert om gevarieerd te eten om voldoende vitamines binnen te krijgen. Voor vrouwen die zwanger willen worden, wordt een supplement foliumzuur (vitamine B11) aanbevolen. Door extra foliumzuurinname kan echter de diagnose van een zenuwbeschadiging als gevolg van een vitamine B12-tekort bemoeilijkt worden. Een tekort aan vitamine B12 kan op langere termijn zenuwbeschadigingen veroorzaken door verminderde myelineproductie.

5. Hoe heten de cellen die in het zenuwstelsel myeline vormen?
Wat is het effect van een verminderde myelineproductie op het functioneren van neuronen?

Foliumzuurverrijking bemoeilijkt diagnose zenuwbeschadiging

Het Voedingscentrum adviseert om gevarieerd te eten om voldoende vitamines binnen te krijgen. Voor vrouwen die zwanger willen worden, wordt een supplement foliumzuur (vitamine B11) aanbevolen. Door extra foliumzuurinname kan echter de diagnose van een zenuwbeschadiging als gevolg van een vitamine B12-tekort bemoeilijkt worden. Een tekort aan vitamine B12 kan op langere termijn zenuwbeschadigingen veroorzaken door verminderde myelineproductie.

In de afbeelding zijn vier onderdelen van het centrale zenuwstelsel met een cijfer aangegeven in een doorsnede van het ruggenmerg.

6. Op welke plaats bevinden zich de meeste myelinevormende cellen?

1. plaats 1
2. plaats 2
3. plaats 3
4. plaats 4