Neurale regulatie + spieren en bewegen

• Biology
• Tertiary Education

Herhaling

• Bouw zenuwcel
• Prikkel & impulsen
• Sensorisch, motorisch en schakel
• Autonoom & animaal zenuwstelsel
• Centraal en perifeer zenuwstelsel

Dan

• Doorgeven impuls
• Beweging spieren 

Neurale Regulatie

We weten dat zenuwen impulsen doorgeven, maar hoe doen ze dat nu?

Dat heeft te maken met de Neurale regulatie.

Wat moet je weten

Diffusie is een manier van de natuur om gelijke concentraties te behouden in stoffen. Als er ergens minder van "iets" zich bevind, zal de natuur dat iets daarheen bewegen. Denk aan bijvoorbeeld warmte in een huis. Als het buiten koud is, maar binnen warm en je gooit de deur open wordt het binnen kouder. 

Zenuwcel heeft een axon, daar gaan we vooral naar kijken. Dit axon heeft een celmembraan en cytoplasma, de vloeistof die in een cel zit.

Beweging van impuls

Een impuls wordt vervoerd door electriciteit. 

Dit heeft te maken met positieve en negatieve ladingen. 

Positief of Negatief

In rusttoestand, wanneer er geen prikkel is, is de buitenkant van een zenuwcel (het celmembraan) positief geladen.

Het cytoplasma, de binnenkant, is negatief geladen. Zo rond de -70 mV.

Definities

Prikkel een invloed van buitenaf die de zenuwen "aan zet"

Impuls het signaal dat door de zenuw wordt vervoert.

Rusttoestand  is wanneer er géén prikkel is en geen impuls vervoert wordt.

Rustpotentiaal is de lading van het cytoplasma in rust , dat is -70 mV.

Positief geladen er is een tekort aan negatief geladen deeltjes

Negatief geladen er een teveel aan negatief geladen deeltjes.

Een prikkel is...

1. Een ander woord voor impuls
2. Een invloed van buitenaf die de zenuwcel "aan zet"
3. Positief geladen deeltjes
4. Negatief geladen deeltjes

Een impuls is...

1. Een signaal dat wordt doorgegeven door een zenuwcel
2. Een ander woord voor prikkel
3. Een gemoedstoestand
4. Een positief geladen deeltje

Een positief lading wordt gevormd door...

1. Een overschot aan positief geladen deeltjes
2. Een tekort aan positief geladen deeltjes
3. Een tekort aan negatief geladen deeltjes
4. Een teveel aan negatief geladen deeltjes

Een negatieve lading wordt gevormd door...

1. Een overschot aan positief geladen deeltjes
2. Een tekort aan positief geladen deeltjes
3. Een tekort aan negatief geladen deeltjes
4. Een teveel aan negatief geladen deeltjes

De zenuwcel heeft geen prikkel ontvangen en staat niet aan.
Hoe heet deze toestand?

1. Actiepotentiaal
2. Negatieve lading
3. Positieve lading
4. Rust toestand

Ten opzichte van de buitenkant is het cytoplasma van een zenuw cel positief/negatief geladen in rusttoestand?

1. Positief
2. Negatief

Wat is ongeveer het rustpotentiaal van het cytoplasma?

1. -70 mV
2. -80 mV
3. +40 mV
4. + 70 mV

Leg uit hoe de lading van de buitenkant en de binnenkant van een zenuwcel is in de rusttoestand

Impuls

Bij een impuls wordt het cytoplasma (dus de binnenkant) positief geladen (+40 mV.)

De polariteit draait om

Deze positieve lading laad het volgende stukje ook positief, en zo wordt het signaal doorgegeven.

Drempelwaarde

Om tot de polariteitswissel te komen moet een prikkel de drempelwaarde behalen.

De prikkel moet de lading tot tenminste over de -55 mV brengen voordat de reactie echt begint.

Doorgeven impuls

grafiek actiepotentiaal

Alles of niets

Zodra die drempel waarde is bereikt klapt de hele reactie meteen naar het actiepotentiaal van +40 mV, de polariteit is omgewisseld.

Dat noemen we een alles of niets reactie.

Het cytoplasma is nu positief geladen en er wordt een signaal doorgegeven.

Definities

Polariteit het aanwezig zijn van twee polen (positief en negatief)

Drempelwaarde  de minimale lading die bereikt moet worden om de reactie te starten. In het geval van een zenuwcel is dit -55 mV.

Alles of niets  een reactie waarbij er bij het bereiken van de drempelwaarde een (vrijwel) directe en heftige verandering plaatsvind en waarbij als de drempelwaarde niet bereikt wordt niks gebeurt.

Actiepotentiaal de lading die wordt bereikt wanneer een impuls doorgegeven gaat worden in een zenuwcel, +40 mV.

Om een impuls door te kunnen geven moet een drempelwaarde bereikt worden. Hoeveel mV is de drempelwaarde bij een zenuwcel?

1. -40 mV
2. +40 mV
3. -55 mV
4. +55 mV

Wanneer de drempelwaarde wordt bereikt stijgt de lading naar +40 mV in een fractie van een seconde. Wanneer de drempelwaarde niet wordt bereikt gebeurt er niks.

Hoe noemen we zo een reactie?

1. Alles of Niets reactie
2. Positief geladen
3. Negatief geladen
4. Actiepotentiaal

Leg uit wat er met een drempelwaarde wordt bedoeld in het geval van een zenuwcel.

Bij het bereiken van een actiepotentiaal is het cytoplasma positief / negatief geladen?

1. Positief
2. Negatief

Leg het verschil in lading van het cytoplasma uit in rust toestand en bij het bereiken van het actie potentiaal

Hoe komt die lading tot stand?

We hebben nu geleerd dat bij het doorgeven van het signaal de lading van het cytoplasma en buiten het celmembraan veranderd.

In rust is het cytoplasma negatief geladen ten opzichte van de positief geladen buitenkant

Bij het bereiken van het actiepotentiaal is het cytoplasma positief geladen ten opzichte van de negatief geladen buitenkant.

Maar hoe gebeurt dat nu?

Wat zien we

In het cytoplasma zitten méér Kalium + (K+) deeltjes en meer negatief geladen deeltjes die niet door het celmembraan kunnen passeren.

Buiten celmembraan zitten méér Natrium + deeltjes (Na+) 

In het celmembraan zitten K+ kanalen, Na+ kanalen en een Kalium-natrium pomp.

K+ kanalen, Na+ kanalen en K-Na pomp

De K+ kanalen laten K+ deeltjes van in het cytoplasma naar buiten

De Na+ kanalen laten Na+ deeltjes van buiten naar binnen. 

Dit wordt gedaan door diffusie, er is aan de ene kant een hogere concentratie dan aan de andere kant.

Kalium natriumpomp pompt natrium naar buiten, Kalium naar binnen ongeacht de concentratie.

Te veel

een te veel aan Na+ deeltjes in het cytoplasma in rust verhoogt de lading van het cytoplasma. 

In rust

In rust lekt er hier een daar wel eens een Na+ deeltje naar binnen, of een K+ deeltje naar buiten máár er kan niet te veel heen en weer gaan. 

Om het rustpotentiaal van -70 mV te bewaren pompt de kalium-natriumpomp dus natrium naar buiten en kalium naar binnen.

Hierdoor wordt dus het rustpotentiaal (-70 mV) bewaart.

Er zit meer/minder K+ deeltjes in het cytoplasma dan buiten het celmembraan in rust

1. meer
2. minder

Er zit meer/minder Na+ deeltjes in het cytoplasma dan buiten het celmembraan in rust

1. meer
2. minder

Rustpotentiaal is ... mV.

1. -70
2. -80
3. -90
4. -55

Impuls

Wat we zagen in de vorige foto's is dat dat signaal stukje bij beetje wordt verplaatst. 

Wanneer een positieve lading bij het volgende stukje zenuwcel aankomt wordt de doorlaatbaarheid van het celmembraan vergroot.

Hierdoor kunnen er meer Na+ deeltjes naar binnen, waardoor de lading positiever wordt.

Als het signaal niet sterk genoeg is wordt de drempelwaarde (-55mV) niet behaald en gebeurt er niet veel. De natrium kalium pomp pompt de Na+ deeltjes dan weer weg en de lading van het cytoplasma daalt weer naar het rustpotentiaal (-70mV).

Wordt de drempelwaarde wel behaald?

Drempelwaarde behaald

Dan gaan de Na+ kanalen open , hierdoor komt er (heel snel) veel meer Na+ deeltjes in het cytoplasma en wordt de lading positief (+40mV). 

Op dit moment worden ook de volgende kanalen geprikkeld en wordt het signaal doorgegeven.

Welke deeltjes gaan het cytoplasma in bij een impuls?

1. Na+
2. K+

Het drempelpotentiaal wordt bereikt. Welke kanalen gaan dan open?

1. Na+ kanalen
2. K+ kanalen

De drempelwaarde is bereikt en de Na+ kanalen gaan open.
Het cytoplasma wordt dan positief/negatief geladen?

1. Positief
2. Negatief

Rustpotentiaal

Het actiepotentiaal is bereikt, het signaal is doorgegeven nu moet de zenuwcel weer terug naar de rusttoestand.

Om de lading weer te laten dalen gaan de K+ kanalen open

Omdat de concentratie K+ aan de buitenkant van de cel veel hoger is dan in het cytoplasma gaan de K+ deeltjes het cytoplasma uit.

Hierdoor daalt de lading weer.

Daling

Die daling is vaak iets te sterk, de K+ kanalen reageren wat langzaam maar door middel van de Kalium natrium pomp worden de Na+ deeltjes weer naar buiten gepompt en de K+ deeltjes weer naar binnen.

Hierdoor wordt het rustpotentiaal (-70 mV) weer bereikt.

Om de lading weer te laten dalen worden deeltjes naar buiten gelaten via een van de kanaaltjes.

Welk deeltje is dit? Na+ of K+

1. Na+
2. K+

De K+ kanaaltjes reageren langzaam. Hierdoor wordt in de eerste instantie de lading
te positief of te negatief?

1. Te positief
2. Te negatief

Om deze sterke daling te compenseren pompt de kalium natrium pomp deeltjes weer terug.
Welke deeltjes gaan in het cytoplasma en welke worden naar buitengepompt?

1. Na+ naar buiten, K+ naar binnen
2. K+ naar buiten, Na+ naar binnen
3. Beide naar buiten
4. Beide naar binnen

synapsen werking

Tussen zenuwcellen

Ook tussen twee zenuwcellen of tussen een zenuwcel en een spier kan worden gecommuniceerd.

Dit gebeurt in de synapsen.

De afgegeven neurotransmitters hechten aan de overliggende synaps aan de Na+ kanaaltjes waardoor daar het actiepotentiaal bereikt wordt en het cytoplasma positief wordt geladen.

Dan gaat het signaal verder zoals eerst.

Motorische eindplaatjes

Zo'n signaal komt vanuit de motorische zenuwcel bij de spier aan via wat we "motorische eindplaatjes" noemen. 

Hier word het signaal voor "contractie" , samentrekking, doorgegeven.

De combinatie van motorische zenuwcel, motorische eindplaatjes en spier noemen wij een motorische eenheid

Een motorische eenheid bestaat uit drie delen. Welke hoort daar NIET bij:

1. Spier
2. Motorische zenuwcel
3. Motorisch eindplaatje
4. sensorische zenuwcel

Opbouw spier

Een spier bestaat uit verschillende spierbundels 

Deze bundels bestaan weer uit spiervezels. 

De spiervezels bestaan uit:

Spierfibrillen
Mitochondriën

Glycogeen korrels

Ook zitten er, bij skeletspieren, een pees tussen spier en bot.

Spierfibrillen

De spierfibrillen zijn ook weer op te delen in eiwitdraden, die wij ook wel filamenten noemen.

Deze zijn onder te verdelen in:

Dunne filamenten of te wel actine

en dikke filamenten oftewel myosine

Innervatie

Wanneer deze filamenten worden geïnnerveerd, dus "aangezet" door de motorische zenuwcel, schuiven de dunne en dikke filamenten in elkaar.

Actine en myosine schuiven dus in elkaar.

Hierdoor wordt de spier korter = contractie.