Biopsychologie Kalat H2. De Cellen Van Het Zenuwstelsel

Front 1

Anatomie van neuronen en glia.

Back 1

- Zenuwstelsel bestaat uit twee soorten cellen:

- Neuronen: ontvangen informatie en transporteren die informatie naar andere cellen
- Glia: ondersteunende en regulerende functies


- Er zijn 100 biljoen neuronen in je hersenen (15 in cerebrale cortex, 70 in cerebellum, 1 in ruggegraat)

- Witte stof in de hersenen voor informatie transmissie (axon) en grijze stof voor informatieverwerking

(neuronen en glia)

Front 2

- Neuronen:

Back 2

ontvangen informatie en transporteren die informatie naar andere cellen

Front 3

- Glia:

Back 3

ondersteunende en regulerende functies

Front 4

- Er zijn ...... neuronen in je hersenen (15 in cerebrale cortex, 70 in cerebellum, 1 in ruggegraat)

Back 4

- Er zijn 100 biljoen neuronen in je hersenen (15 in cerebrale cortex, 70 in cerebellum, 1 in ruggegraat)

Front 5

- Witte stof in de hersenen

Back 5

voor informatie transmissie (axon) en grijze stof voor informatieverwerking

(neuronen en glia)

Front 6

Back 6

- Zenuwstelsel bestaat uit twee soorten cellen:

- Neuronen: ontvangen informatie en transporteren die informatie naar andere cellen
- Glia: ondersteunende en regulerende functies


- Er zijn 100 biljoen neuronen in je hersenen (15 in cerebrale cortex, 70 in cerebellum, 1 in ruggegraat)

- Witte stof in de hersenen voor informatie transmissie (axon) en grijze stof voor informatieverwerking

(neuronen en glia)

Front 7

Structuur van een dierlijke cel.

- Membraam:
rand van de cel die de binnenkant van de cel gescheiden houd van de buitenkant, bestaande uit twee vetlagen, met grote eiwitten ertussen

- Eiwit kanalen:
alleen sommige chemicaliën kunnen de membraam in zoals kalium en sodium

- Nucleus:
kernstructuur met de chromosomen van DNA

- Mitochondrion:
structuur die metabolische activiteiten onderneemt om energie aan de cel te geven die vervolgens weer activiteiten kan verrichten (brandstof en zuurstof nodig om te functioneren)

- Ribosomen:
kanten waar de cel nieuwe eiwitten synthetiseert, functioneert als bouwmateriaal sommige ribosomen zweven vrij rond in de cel en anderen zitten vast aan de endoplasmastisch reticulum; een netwerk van dunne buisjes die nieuwe eiwitten transporteert naar andere locaties

Back 7

Front 8

- Membraam:

Back 8

rand van de cel die de binnenkant van de cel gescheiden houd van de buitenkant, bestaande uit twee vetlagen, met grote eiwitten ertussen en zijn vrij zich te bewegen yen opzichte van elkaar. De meeste Chemicaliën kunnen niet langs de Membraam behalve specifieke proteïne kanalen die gecontroleerd water, zuurstof, sodium, potassium, calsium, chloride of anderen doorlaten.

Front 9

- Eiwit kanalen:

Back 9

alleen sommige chemicaliën kunnen de membraam in zoals kalium en sodium

Front 10

- Nucleus:

Back 10

kernstructuur met de chromosomen van DNA

Front 11

- Mitochondrion:

Back 11

structuur die metabolische activiteiten onderneemt om energie aan de cel te geven die vervolgens weer activiteiten kan verrichten (brandstof en zuurstof nodig om te functioneren)

Front 12

- Ribosomen:

Back 12

kanten waar de cel nieuwe eiwitten synthetiseert, functioneert als bouwmateriaal sommige ribosomen zweven vrij rond in de cel en anderen zitten vast aan de endoplasmastisch reticulum; een netwerk van dunne buisjes die nieuwe eiwitten transporteert naar andere locaties

Front 13

Structuur van een neuron:

Back 13

- Neuronen hebben ook een nucleus, membraam, mitochondria en ribosomen, maar onderscheiden zich vooral door hun grootte

- Grote neuronen hebben dendrieten, een cellichaam, een axon en presynaptische terminals

- Motor neuron: cellichaam bevindt zich in de ruggengraat, ontvangt excitatie van andere neuronen door de dendrieten en stuur impulsen langs de axon naar spieren

- Sensorische neuron: gespecialiseert aan de ene kant om heel sensitief te zijn voor een bepaalde type stimulatie, zoals tastinformatie van de huid, soma bevind zich los van de axontak

- Dendrieten: takken van neuronen met gespecialiseerde synaptische receptoren, waarin de dendriet informatie ontvangt van andere neuronen

- Dendriet spines: hoe meer dendrieten, hoe meer informatie het kan ontvangen, dendriet spines zijn kleine vertakkingen die de oppervlakte vergroten voor een hogere toegang van de synapsen

- Cellichaam (soma): bevat een nucleus, ribosomen, mitochondria, etc. vooral voor metabolisch werk!

- Axon: informatie zender van de neuron, die een impuls stuurt andere neuronen of spieren

- Myeline schede: dit zit om de axonen heen, met interrupties genaamd knoop van Ranvier

- Presynaptische terminal: een axon heeft veel uiteinden die eindigen in een presynaptische terminal om chemicaliën te verspreiden naar de volgende neuron
- Neuron heeft meerdere dendrieten, maar alleen één axon met een aantal vertakkingen

Front 14

Twee soorten neuronen:

Back 14

- Motor neuron: cellichaam bevindt zich in de ruggengraat, ontvangt excitatie van andere neuronen door de dendrieten en stuur impulsen langs de axon naar spieren

- Sensorische neuron: gespecialiseert aan de ene kant om heel sensitief te zijn voor een bepaalde type stimulatie, zoals tastinformatie van de huid, soma bevind zich los van de axontak

Front 15

- Motorische neuron:

Back 15

cellichaam bevindt zich in de ruggengraat, ontvangt excitatie van andere neuronen door de dendrieten en stuur impulsen langs de axon naar spieren

Front 16

- Sensorische neuron:

Back 16

gespecialiseert aan de ene kant om heel sensitief te zijn voor een bepaalde type stimulatie, zoals tastinformatie van de huid, soma bevind zich los van de axontak

Front 17

- Dendrieten:

Back 17

takken van neuronen met gespecialiseerde synaptische receptoren, waarin de dendriet informatie ontvangt van andere neuronen

Front 18

- Dendriet spines:

Back 18

hoe meer dendrieten, hoe meer informatie het kan ontvangen, dendriet spines zijn kleine vertakkingen die de oppervlakte vergroten voor een hogere toegang van de synapsen

Front 19

- Cellichaam (soma):

Back 19

bevat een nucleus, ribosomen, mitochondria, etc. vooral voor metabolisch werk!

Front 20

- Axon:

Back 20

informatie zender van de neuron, die een impuls stuurt andere neuronen of spieren

Front 21

- Myeline schede:

Back 21

dit zit om de axonen heen, met interrupties genaamd knoop van Ranvier

Front 22

- Presynaptische terminal:

Back 22

een axon heeft veel uiteinden die eindigen in een presynaptische terminal om chemicaliën te verspreiden naar de volgende neuron

Front 23

- Neuron heeft meerdere dendrieten, maar...

Back 23

alleen één axon met een aantal vertakkingen

Front 24

- Afferente axon:

Back 24

brengt informatie in de structuur, zoals alle sensorische neuronen afferent zijn van de rest van de zenuwstelsel

Front 25

- Efferente axon:

Back 25

brengt informatie uit de structuur, zoals alle motor neuronen efferent zijn van de rest van de zenuwstelsel

Front 26

- Interneuron (intrinsieke neuron):

Back 26

als de cel dendrieten en axon totaal bestaan binnen een structuur, een intrinsieke neuron van de thalamus heeft alle dendrieten of axonen binnen de thalamus en communiceert alleen met andere cellen binnen de thalamus

Front 27

Variaties tussen neuronen:

Back 27

- Purkinje cel: alleen in de cerebellum, heel veel dendrieten, dus een groter bereik

-Grootte van een neuron speelt een rol in de contributie

Front 28

Glia


- Glia:

Back 28

transporteert géén informatie, maar wisselt wel chemicaliën met andere neuronen

Front 29

Verschillende type van glia:

Back 29

- Astrocyten: wikkelen zich om de presynaptische terminal van een groep functionele gerelateerde axonen, neemt chemicaliën op en verspreid ze later weer terug in de axon waardoor de astrocyt de activiteit helpt te synchroniseren van de axon om informatie in golven uit te zenden. Verder verwijderen astrocyten het materiaal als een neuron doodgaat en helpt de bloeddoorstroming en voeding naar de hersenen. Bevat tight junctions

- Microglia: smalle cellen, verwijderen ook materiaal en virussen, fungi en andere micro-organismen, ze werken als onderdeel van het immuunsysteem

- Oligodendrocyten: in de hersenen en ruggengraat en Schwann cellen in de buitenkant van het lichaam, zijn gespecialiseerde types van glia die myeline schedes bouwen over de axonen

- Schwann cellen regenereren axonen ook nadat zij schade hebben opgelopen

- Radiale glia: stuurt de migratie van neuronen en de groei van hun axonen en dendrieten tijdens de embryo ontwikkeling, als dit gebeurt is differentieren zij zich in astrocyten of oligendrocyten

Front 30

- Astrocyten:

Back 30

wikkelen zich om de presynaptische terminal van een groep functionele gerelateerde axonen, neemt chemicaliën op en verspreid ze later weer terug in de axon waardoor de astrocyt de activiteit helpt te synchroniseren van de axon om informatie in golven uit te zenden. Verder verwijderen astrocyten het materiaal als een neuron doodgaat en helpt de bloeddoorstroming en voeding naar de hersenen. Bevat tight junctions

Front 31

- Microglia:

Back 31

smalle cellen, verwijderen ook materiaal en virussen, fungi en andere micro-organismen, ze werken als onderdeel van het immuunsysteem

Front 32

- Oligodendrocyten:

Back 32

in de hersenen en ruggengraat en Schwann cellen in de buitenkant van het lichaam, zijn gespecialiseerde types van glia die myeline schedes bouwen over de axonen

Front 33

- Schwann cellen regenereren axonen ook nadat .....

Back 33

zij schade hebben opgelopen

Front 34

- Radiale glia:

Back 34

stuurt de migratie van neuronen en de groei van hun axonen en dendrieten tijdens de embryo ontwikkeling, als dit gebeurt is differentieren zij zich in astrocyten of oligendrocyten

Front 35

Bloed-brein barrière functies:

Back 35

- Voeding krijgen van je bloed, maar sommige chemicaliën kunnen niet door de bloed-brein barrière

- Nadeel is dat het ook voeding tegenhoud en het voordeel is dat het virussen weghaalt

Front 36

Waarom hebben we een bloed-brein barriere nodig?

Back 36

- Als het immuunsysteem een virus aanvalt, zal het ook de cel erin vernietigen

- Belangrijkste functie is om de samenstelling van het hersenvocht in stand te houden

- Area postrema: niet beschermd door de bloed-brein barriere, monitoort bloed chemicaliën die niet in andere hersengebieden toegankelijk was. Deze structuur is verantwoordelijk voor misselijkheid en kotsen, een belangrijke reactie op gevaarlijke chemicaliën

Front 37

Hoe werkt de bloed-brein barriere?

Back 37

- Nauwe celmuur (endotheliale cellen)

- Twee categorieën van moleculen kunnen de bloed-brein barrière passief door: (passief en actief)

- 1) Kleine ongeladen moleculen: zuurstof en water bijvoorbeeld, dus grote moleculen komen er niet doorheen

- 2) Moleculen die oplossen in het vet van de membraam: zoals vitamine A & D

- Actieve transport: om voeding in de hersenen te krijgen, is er een eiwit-gemedieert proces nodig die energie uitscheidt om chemicaliën vanuit het bloed in de hersenen te pompen, zoals glucose, aminozuren, vitamine en hormonen

Front 38

De voeding van neuronen:

Back 38

- Vertebrate neuronen hebben eigenlijk alleen glucose nodig, het metabolische proces die glucose gebruikt heeft zuurstof nodig. Waarom glucose? Omdat het als enige de bloed-brein barrière door kan, behalve ketonen!

- Thiamine, vitamine B1: tekort bij alcoholisten, nodig voor het gebruiken van glucose, dit kan leiden tot de dood van neuronen: Korsakoff syndroom, gekenmerkt door geheugenverlies

Front 39

Het rustpotentiaal van de neuronen

Back 39

- Elektrisch gradiënt: bestaat in de membraam, waarin een verschil van elektrische geladenheid is tussen de binnenkant en buitenkant van de cel, bestaande uit twee vetlagen

- Polarisatie: in de rust is er een verschil in elektrische geladenheid tussen de twee locaties, binnen in de cel is het negatiever geladen dan buiten de cel

- Rustpotentiaal: voltageverschil in een rustende neuron, door de negatieve geladen eiwitten in de cel

- Gemiddelde potentiaal is ongeveer -70 millivolt (mV) gemeten door een microelectrode

Front 40

- Elektrisch gradiënt:

Back 40

bestaat in de membraam, waarin een verschil van elektrische geladenheid is tussen de binnenkant en buitenkant van de cel, bestaande uit twee vetlagen

Front 41

- Polarisatie:

Back 41

in de rust is er een verschil in elektrische geladenheid tussen de twee locaties, binnen in de cel is het negatiever geladen dan buiten de cel

Front 42

- Rustpotentiaal:

Back 42

voltageverschil in een rustende neuron, door de negatieve geladen eiwitten in de cel

- Gemiddelde potentiaal is ongeveer -70 millivolt (mV) gemeten door een microelectrode

Front 43

Krachten die reageren op natrium en kalium ionen

Back 43

- Selectief permeabel: sommige chemicaliën kunnen vrij door de membraam heen en sommige niet

- Als de membraan rust, zijn de natrium kanalen gesloten en de kalium kanalen niet helemaal dicht!

- Er is 10 keer meer natrium buiten de membraan dan binnen de membraan vanwege de:

- Natrium-Kalium pomp: eiwitcomplex die steeds 3 natrium ionen uit de cel transporteert en tegelijk twee kalium ionen naar binnen pompt
- Toch stromen er een paar kalium ionen uit de cel met een positief geladenheid, binnenkant cel is negatiever

- Er zijn twee krachten die natrium de cel in willen pompen: elektrische gradiënt (positief geladenheid van natrium en negatief geladenheid in de cel die elkaar aantrekken) en de concentratie gradiënt; verschil in distributie van ionen langs de membraan (meer natrium buiten de cel dan binnen, dus zal er meer natrium binnen de cel gaan dan naar buiten) en heel snel, in rust blijven natrium kanalen gewoon gesloten
- Kalium is positief geladen en binnen is het negatief geladen, dus trekt het elektrische gradiënt kalium naar binnen, maar kalium is meer geconcentreerd binnen de cel dus wil concentratie gradiënt het vooral naar buiten pompen (langzaam)

Front 44

- Selectief permeabel:

Back 44

sommige chemicaliën kunnen vrij door de membraam heen en sommige niet

Front 45

- Als de membraan rust, zijn de natrium kanalen .....

Back 45

gesloten en de kalium kanalen niet helemaal dicht!

Front 46

- Er is 10 keer meer natrium buiten de membraan dan binnen de membraan vanwege de:

Back 46

- Natrium-Kalium pomp: eiwitcomplex die steeds 3 natrium ionen uit de cel transporteert en tegelijk twee kalium ionen naar binnen pompt

- Toch stromen er een paar kalium ionen uit de cel met een positief geladenheid, binnenkant cel is negatiever

- Er zijn twee krachten die natrium de cel in willen pompen: elektrische gradiënt (positief geladenheid van natrium en negatief geladenheid in de cel die elkaar aantrekken) en de concentratie gradiënt; verschil in distributie van ionen langs de membraan (meer natrium buiten de cel dan binnen, dus zal er meer natrium binnen de cel gaan dan naar buiten) en heel snel, in rust blijven natrium kanalen gewoon gesloten
- Kalium is positief geladen en binnen is het negatief geladen, dus trekt het elektrische gradiënt kalium naar binnen, maar kalium is meer geconcentreerd binnen de cel dus wil concentratie gradiënt het vooral naar buiten pompen (langzaam)

Front 47

- Er zijn twee krachten die natrium de cel in willen pompen:

Back 47

elektrische gradiënt
(positief geladenheid van natrium en negatief geladenheid in de cel die elkaar aantrekken) en de

concentratie gradiënt;
verschil in distributie van ionen langs de membraan (meer natrium buiten de cel dan binnen, dus zal er meer natrium binnen de cel gaan dan naar buiten) en heel snel, in rust blijven natrium kanalen gewoon gesloten

Front 48

- Kalium is positief geladen en binnen is het negatief geladen, dus trekt het elektrische gradiënt kalium naar binnen, maar kalium is meer geconcentreerd binnen de cel dus wil concentratie gradiënt het vooral naar buiten pompen (langzaam)

Back 48

Front 49

Waarom een rustpotentiaal?

Back 49

- Rustpotentiaal bereid neuronen voor om snel te kunnen reageren op een stimulus en in stand gehouden door de Natrium-Kalium pomp

Front 50

De actiepotentiaal

Back 50

- Bij rust heerst er een negatieve potentiaal in de axon

- Hyperpolarisatie: negatiever maken van de neuron, verhogende polarisatie

- Depolarisatie: terugvallen van de polarisatie op 0, positiever worden dus en de kanalen gaan open

- Threshold of excitation: elke stimulatie voorbij een bepaald niveau produceert een explosieve depolarisatie van de membraan, de stimulatie op dat niveau opent alle kanalen waardoor de potentiaal omhoog schiet voorbij de sterkte van de stimulus
- Actiepotentiaal: de snelle depolarisatie, piek van de actiepotentiaal is meestal +30 mV

Front 51

- Bij rust heerst er een .... potentiaal in de axon

Back 51

negatieve potentiaal in de axon

Front 52

- Hyperpolarisatie:

Back 52

negatiever maken van de neuron, verhogende polarisatie

Front 53

- Depolarisatie:

Back 53

terugvallen van de polarisatie op 0, positiever worden dus en de kanalen gaan open

Front 54

- Threshold of excitation:

Back 54

elke stimulatie voorbij een bepaald niveau produceert een explosieve depolarisatie van de membraan, de stimulatie op dat niveau opent alle kanalen waardoor de potentiaal omhoog schiet voorbij de sterkte van de stimulus

Front 55

- Actiepotentiaal:

Back 55

de snelle depolarisatie, piek van de actiepotentiaal is meestal +30 mV

Front 56

Moleculaire basis van de actiepotentiaal

Back 56

- Voltage afhankelijke kanalen: membraan kanalen wiens toegankelijkheid afhangt van de voltage schillen langs het membraan, dicht in rust

- Natrium kanalen gaan open tijdens de actiepotentiaal tot 0, daarna is het concentratieverschil te groot en neemt de potentiaal af, toch komen er nog een paar natrium ionen doorheen, tot slot ontstaat er een omgekeerde polarisatie

- Hoe wordt de polarisatie weer normaal na een actiepotentiaal? Niet de pomp, maar kalium vliegt eruit (positief) en chloride (negatief) schiet in de cel

- Local anesthetic drugs: zoals novacaine of xylocaine, hechten aan de natrium kanalen van de membraan, waardoor natrium ionen geen toegang heben, waardoor de actiepotentiaal blokkeert, zoals pijnstillers

Front 57

De alles of niets wet

Back 57

- Actiepotentialen gebeuren alleen in axonen of cellichamen, dendrieten hebben geen voltage afhankelijke natrium kanalen, dus ook geen actiepotentiaal of alles-of-niets wet

- Alles of niets wet: de amplitude van een actiepotentiaal zijn onafhankelijk van de intensiteit van een stimulus en blijven altijd hetzelfde

- Verschil in sterkte van een stimulus uit te drukken kan alleen door timing, hoe groter de frequentie van actiepotentialen hoe sterker de stimulus lijkt

Front 58

De refractoire periode

Back 58

- Refractoire periode: na de actiepotentiaal zorgt deze periode ervoor dat er niet nog een zal komen

- Absolute refractoire periode: eerste gedeelte van deze periode kunnen er geen actie potentialen doorheen

- Relatieve refractoire periode: tweede gedeelte van deze periode kunnen er alleen sterke stimulus actiepotentialen doorheen

- Dit werkt op twee mechanismen: natrium kanalen zijn dicht en de kalium vloeit uit de cel, sneller dan normaal

Front 59

Transmissie van de actiepotentiaal:

Back 59

- Axon hillock: zwelling waar de axon het cellichaam verlaat, hier begint de actiepotentiaal

- Actiepotentiaal vergaat als een golf door de axon heen, overal even sterk, duur, etc. Dit komt omdat de positieve vloei langs de axon de actiepotentiaal steeds opnieuw genereert

- Propagation van de actiepotentiaal: transmissie van een actiepotentiaal door een axon

- Directie actiepotentiaal gaat een kant op, omdat de refractoire periode nog gesloten kanalen heeft

Front 60

De myeline schede en saltatory conduction

Back 60

- Dikke axonen (hebben minder weestand) en axonen met veel myeline (verhogen de snelheid met 100 m/s) transporteren de actiepotentiaal sneller

- Saltatory conduction: het springen van een actiepotentiaal van knoop tot knoop en behoud natriumenergie door het alleen bij de knopen te gebruiken

- Multiple sclerosis: schade of kapotte myeline zorgt voor slechte spiercoördinatie

Front 61

Locale neuronen en graduele potentialen:

Back 61

- Locale neuronen:
zijn geen axonen en transporteren alleen informatie met neuronen die dichtbij staan en produceert géén actiepotentiaal en produceert graduele potentialen; membraan potentialen die verschillen in magnitude en volgen niet de alles of niets wet, stimulus bepaald dus wel de intensiteit en daardoor de depolarisatie en hyperpolarisatie