4H 5.5 Impulsgeleiding les 1

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Thema 5 Regeling

5.1 Homeostase en regelkringen 

5.2 Het hormoonstelsel

5.3 Het zenuwstelsel 

5.4 Reflexen en het autonome zenuwstelsel

5.5 Impulsgeleiding les 1

5.6 Spieren en beweging

Programma

• Terugblikken met oefenvragen
• Leerdoelen 5.5
• Uitleg basisstof 5.5 Impulsgeleiding les 1 
• Opdrachten maken
• Afsluiting 

Terugblik opdracht

Lees het stukje reflexen op blz. 39 en 40.

• Schrijf op welke route de impulsen afleggen bij de kniepeesreflex.
• Benoem hierbij het type zenuwcellen waar het impuls aan wordt doorgegeven.
• Benoem alle onderdelen van het zenuwstelsel.

Reflexen

Route bij reflexen (reflexboog):

1. Zintuig (prikkel)

2. Sensorische zenuwcel

3. Schakelcellen in ruggenmerg

--> Hersenen

4. Schakelcellen

4. Motorische zenuwcel naar spier in been

Een reflex loopt altijd via het ruggemerg

1. Juist
2. Onjuist, de reflexen vanuit het hoofd lopen via de hersenstam
3. Onjuist, bij een kniereflex loopt het niet door het ruggenmerg

In welk deel van de hersenen ligt het centrum dat de hartslagfrequentie regelt en via welk deel van het autonome zenuwstelsel wordt de hartslag verlaagd?

1. Hersenstam - orthosympatisch
2. Hersenstam - parasympathisch
3. Kleine hersenen - orthosympatisch
4. Kleine hersenen - parasympatisch

Welke uitspraak hoort bij het orthosympatische deel van het autonome zenuwstelsel?

1. Dit deel vertoont de sterkste activiteit tijdens rust.
2. Dit deel vernauwt de pupillen.
3. Dit deel vertoont de sterkste activiteit wanneer een persoon actief is
4. Dit deel stimuleert de darmwerking

Het autonome zenuwstelsel wordt ook wel het vegetatieve zenuwstelsel genoemd. 

Leerdoelen 

• Je kunt beschrijven hoe impulsgeleiding plaatsvindt.

Impulsgeleiding

Hoe een elektrisch signaal van het cellichaam (A) 

naar de axon uiteinde (B) wordt doorgegeven.

A

B

Impulsgeleiding kan opgedeeld worden in 5 fasen

1. rustfase

2. depolarisatiefase

3. repolarisatiefase

4. hyperpolarisatie

5. herstelfase

1. rustfase - rustpotentiaal, waarbij het ladingsverschil tussen de binnenkant en buitenkant van de cel -70m V is. 

2. depolarisatiefase -  door prikkels worden ionen door het membraan gelaten waarbij het potentiaal verschil tussen binnen en buiten oploopt tot +30 mV

3.  repolarisatie - door nog meer verplaatsing van ionen verandert het potentiaal verschil tussen binnen en buitenkant weer terug naar -70mV

4. hyperpolarisatie - de ion verdeling schiet zelfs evenonder de -70mV

5. herstelfase - de ionen gaan weer naar hun oorspronkelijke positie. tijdens deze periode kan er geen impulsgeleiding plaatsvinden (duurt 1 msec.)

Impulsgeleiding door middel van een actiepotentiaal die opgedeeld kan worden in 5 fasen

mV =millivolt, een spanning van 1 duizendste volt (0,001 Volt)

Impulsgeleiding

Ontstaan impuls --> veroorzaakt door het bewegen van geladen deeltjes. In dit geval zijn dit ionen. 

De binnenkant van de zenuwcel (cytoplasma) is negatief geladen ten opzichte van de buitenkant =

rustfase 

BINAS 88D

Impulsgeleiding is een elektrisch signaal --> ladingsverschil.

Actief transport --> kost ATP

Ladingsverschil

Bij een zenuwcel in rust heeft het cytoplasma een negatieve elektrische lading ten opzichte van de buitenkant van de cel.

Het verschil is +- 70 millivolt.

Dit noemen we het rustpotentiaal.

Rustfase = rustpotentiaal 

• Potentiaal = elektrische lading die staat op het membraan. 
• De lading komt tot stand door de verdeling van ionen binnen en buiten de cel 
• Als een zenuwcel geen impuls geleid, is de binnenkant van de cel negatief geladen ten opzichte van de buitenkant. Dit veroorzaakt een spanning (elektrische lading) van -70mV. (milliVolt)
• Tijdens de rustpotentiaal bevinden zich in het cytoplasma van de zenuwcel hoge concentraties K+ ionen en buiten de cel bevinden zich grote concentratie Na+ ionen.

Impulsgeleiding

Vindt plaats door ion-kanalen:

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

     (kost ATP)

Verloop impuls

Actiefase = binnenkant membraan wordt + (gedurende 1 ms, milliseconden)

Herstelfase = terug naar oorspronkelijke lading (kanalen inactief) (duurt ook 1 ms)

Prikkeldrempel

Iedere zenuwcel heeft een drempelwaarde--> als de potentiaal hoger wordt dan -50 mV ontstaat er een impuls.

Prikkel te zwak? (onder -50 mV) 

--> geen impuls in de zenuwcel

Stap voor stap...

Een zenuwcel in rust

(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)

Impulsgeleiding Stap 1

(rustpotentiaal)

• De zenuwcel is in rust

• Het natriumkanaal en het kaliumkanaal zijn allebei dicht
• Potentiaal = -70 mV

Impulsgeleiding Stap 2

(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

Impulsgeleiding Stap 3

(actiefase/herstelfase)

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

     gaat weer dicht

Impulsgeleiding Stap 4

(herstelfase)

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

Impulsgeleiding Stap 5

(herstelfase --> rustfase)

Uiteindelijk sluiten ook de kaliumkanalen weer en wordt de rustpotentiaal weer hersteld --> zie volgende dia.

Impulsgeleiding Stap 6

(herstelfase/rustfase)

• Tijdens de actiefase is er veel kalium de cel uit gegaan en veel natrium de cel ingegaan
• Het normale evenwicht is andersom 
• De natrium-kaliumpomp herstelt het normale evenwicht (rustpotentiaal) door kalium de cel in te pompen en natrium uit.

Drempelwaarde

= Minimale prikkel voor een impuls.

Prikkel te laag --> geen impuls

Minimaal -50mV (prikkeldrempel) 

bereiken, anders wordt er geen 

impuls doorgegeven -->

"alles of niets principe"

Impulssterkte en impulsfrequentie

• Impulssterkte: de grootte van de verandering die optreedt in de elektrische lading van het celmembraan
• Impulsfrequentie: het aantal impulsen per tijdseenheid
• Of een impuls wordt doorgegeven of niet, is afhankelijk van de impulssterkte en impulsfrequentie
• Bij een zwakke prikkel wordt de drempelwaarde (-50mV) niet gehaald en blijven de meeste ion-kanalen dicht. De impuls wordt dus niet doorgegeven. Er geldt dus een alles-of-niets-principe

Impulsfrequentie

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

Hard geluid = veel impulsen p/sec. 

Zacht geluid = weinig impulsen per seconde

Thema 6 regeling en waarnemen

Paragraaf 4

Impulsgeleiding kan opgedeeld worden in 5 fasen

1. rustfase

2. depolarisatiefase

3. repolarisatiefase

4. hyperpolarisatie

5. herstelfase

De prikkel die bij de dendrieten binnenkomt moet sterk genoeg zijn om een potentiaal verschil van -50mV te bewerkstelligen. Dit is de drempelwaarde. Lukt dit niet, dan wordt de impuls niet doorgegeven naar het axon. Lukt dit wel dan ontstaat er een actiepotentiaal. (het alles-of-nietsprincipe).

Tijdens de actiepotentiaal ontstaat er altijd eenzelfde impulssterkte (+20mV) . 

Hoe kan je lichaam dan een sterke prikkel van een zwakke prikkel onderscheiden?

Zorgt elke prikkel tot impulsgeleiding? 

Hoe kan je lichaam dan een sterke prikkel van een zwakke prikkel onderscheiden?

zwakke prikkel - lage impulsfrequentie

Sterke prikkel - hoge impulsfrequentie

impulsfrequentie -> het aantal impulsen per tijdseenheid.

Huiswerk

Lezen 5.5 

Maken opdracht 52 t/m 55

Klaar?

Context leefwereld blz. 43

Maak opdracht 47 t/m 51

Herhalen en/of extra oefenen

Playlist uitlegvideo's

Oefenen

Effectief leren video's

Ontstaan impulsen

https://www.bioplek.org/animaties/zenuwstelsel/axonmembraanx.html

Impulsgeleiding 

https://www.bioplek.org/animaties/zenuwstelsel/AXONcellulairx.html

Impulsoverdracht

https://www.bioplek.org/animaties/zenuwstelsel/synapsx.html