Use LEFT and RIGHT arrow keys to navigate between flashcards;
Use UP and DOWN arrow keys to flip the card;
H to show hint;
A reads text to speech;
45 Cards in this Set
- Front
- Back
|
1.8 De bouwstenen van het zenuwstelsel
Zoals alle organen in ons lichaam is ook ons zenuwstelsel opgebouwd uit cellen . De belangrijkste types cellen in ons brein zijn in de eerste plaats de zenuwcellen of neuronen.
De neuronen zijn in staat om informatie te verwerken , te verzenden en op te slaan door middel van twee basiskenmerken:
e c
|
(1) hun vermogen om elektrische signalen op te wekken en te geleiden en
De elektrische signalen of zenuwimpulsen worden veroorzaakt door de beweging van elektrisch geladen deeltjes of ionen doorheen het membraan van de cel. De zenuwimpulsen reizen vanuit het cellichaam naar de uitlopers van het neuron waar ze ter hoogte van de contactplaatsen met andere neuronen (synapsen) de afscheiding van chemische stoffen of neurotransmitters veroorzaken.
|
|
|
De neurotransmitters kunnen andere cellen beïnvloeden door de waarschijnlijkheid te ver hogen (excitatie) of te verkleinen (inhibitie) dat deze cellen een nieuwe zenuwimpuls zullen verzenden .
|
gliacellen.
De gliacellen hebben geen prikkelgeleidende of verwerkende functie maar zijn belangrijk voor het vervoer van voedingsstoffen naar en de bescherming van de neurale cellen . |
|
|
De gliacellen hebben geen prikkelgeleidende of verwerkende functie maar zijn belangrijk voor |
het vervoer van voedingsstoffen naar en de bescherming van de neurale cellen . |
|
|
1.8.1 Gliacellen
Gliacellen zijn meestal erg klein maar samen vormen ze meer dan de helft van het totale hersengewicht . Er zijn naar schatting tien tot vijftig keer zoveel gliacellen als zenuwcellen.
We onderscheiden twee soorten gliacellen in het zenuwstelsel :
m m
|
• de grote macroglia en |
|
|
Astrocyten en oligodendrocyten zijn twee soorten van macroglia .
Astrocyten , zo genoemd vanwege hun stervormig uiterlijk , zijn het talrijkst (80% van het totaal aantal gliacellen).
De cellichamen van de astrocyten bevatten weinig organellen en zijn weinig betrokken bij proteïne synthetiserende functies. Zij bieden vooral een structurele ondersteuning voor
|
de neuronen en helpen bij de reparatie van zenuwcellen na beschadiging.
|
|
|
Astrocyten zijn tevens verantwoordelijk voor de bloed-hersen barrière.
De astrocyten vormen een gesloten kring rond de bloed vaten in de hersenen : |
Neuronen staan dus nooit in rechtstreeks contact met het bloed. Op deze manier creëren de astrocyten een vetachtige barrière tussen het bloed en de neuronen die verhindert dat chemische stoffen die niet oplosbaar zijn in vet, het brein kunnen binnendringen. |
|
|
Zij hebben niet het spinachtige uiterlijk van de astrocyten en hun cellichamen bevatten een groot aantal organellen .
Eén van de belangrijkste functies van de oligodendrocyten is
|
de productie van myeline.
Myeline vormt een isolerende laag die de lange uitlopers (axonen) van vele neuronen omzwachtelt : de myelineschede.
|
|
|
Ook voor het perifeer zenuwstelsel bestaat een gliale cel met eigenschappen die sterk op die van de oligodendrocyten lijken : |
de Schwann-cel.
In het zich ontwikkelende zenuwstelsel omwikkelt de Schwann-cel eerst het axon om zich vervolgens rond het neuron te wikkelen en aldus een myelineschede te vormen.
Myelinisatie verhoogt aanzienlijk de snelheid waarmee een actiepotentiaal doorheen het axon kan worden gestuurd . De microglia hebben meer hui houdelijke functies binnen het centrale zenu wstelsel. Ze verwijderen dode cellen uit het brein.
|
|
|
Myelinisatie verhoogt aanzienlijk de snelheid waarmee een actiepotentiaal doorheen het axon kan worden gestuurd . De microglia hebben meer huishoudelijke functies binnen het centrale zenu wstelsel. Ze verwijderen |
dode cellen uit het brein.
|
|
|
Ten slotte onderscheiden we als laatste groep gliacellen de ependymale cellen die |
de begrenzing vormen van de hersenventrikels en het cerebrospinaal vocht aanmaken . |
|
|
|
|
|
c d a
|
-het cellichaam of soma, -de dendrieten en -het axon (Figuur 1.18.).
|
|
|
Het cellichaam of soma bevat de celkern (nucleus) en de hiermee geassocieerde intracellulaire structuren.
Dendrieten (Grieks voor 'boom') zijn gespecialiseerde vertakkingen van het cellichaam.
De (apicale en basale) dendrieten verwerken |
informatie van andere zenuwcellen en leiden deze informatie naar het cellichaam (afferente rol) waar ze ter hoogte van de axonbeuvel wordt geïntegreerd.
Vele neuronen hebben ook een axon (Grieks voor 'spil'), één enkele vertakking die wat langer en dikker is dan de dendrieten en die de informatie vanu it het soma naar andere zenuwcellen leidt (efferente rol).
|
|
|
Vele neuronen hebben ook |
een axon (Grieks voor 'spil'), één enkele vertakking die wat langer en dikker is dan de dendrieten en die de informatie vanu it het soma naar andere zenuwcellen leidt (efferente rol).
Een axon kan in sommige gevallen vele decimeters lang zijn (zoals in het ruggenmerg) of zich beperken tot enkele rmlhmeters (zoals in de hersenen) .
Veel axonen zijn gemyeliniseerd door middel van een (vette) myelineschede die op regelmatige afstanden wordt onderbroken door de knopen van Ranvier. |
|
|
Een axon kan in sommige gevallen vele decimeters lang zijn (zoals in het ruggenmerg) of zich beperken tot enkele rmlhmeters (zoals in de hersenen) .
Veel axonen zijn gemyeliniseerd door middel van |
een (vette) myelineschede die op regelmatige afstanden wordt onderbroken door de knopen van Ranvier. |
|
|
De eindvezels van het axon van het presynaptisch neuron eindigen in eindplaatje van waaruit de signalen naar de postsynaptische cel worden overgebracht ter hoogte van de synaps.
De eindvezels van één axon kunnen met wel duizend andere neuronen synapteren.
Afhankelijk van hun specifieke functie kunnen neuronen aanzienlijk in grootte en vorm verschillen. Meer algemeen kunnen ze in drie grote categorieën worden onderverdeeld:
R I E
|
• Receptorcellen
|
|
|
• Receptorcellen
|
-Receptorcellen zijn hooggespecialiseerde neuronen die zintuiglijke informatie kunnen ontvangen. Een goed voorbeeld zijn de fotoreceptoren van het oog die in staat zijn verschillen in licht en lichtintensiteit op chemische wijze in eleklli che signalen te vertalen. Deze elektrische signalen kunnen door de andere zenuwcellen worden begrepen. De receptorcellen liggen aan de basis van onze zintuiglijke waarneming.
-lnterneuronen vormen een tweede categorie van zenuwcellen die in staat zijn signalen te ontvangen , verwerken, en naar andere zenuwcellen door te sturen. Intemeuronen dienen al s informatieverwerkers en vormen de grootste groep van de neuronen in het menselijke zenuwstelsel. Sommige interneuronen beschikken over een zeer uitgebreid dendritisch systeem, wat erop wijst dat hun voornaamste fu nctie erin bestaat zoveel mogelijk informatie te vergaren en te integreren.
-Effectorcellen of motorische neuronen. Deze zenuwcellen hebben vaak lange axonen en sturen signalen naar spieren of organen in het lichaam. Ze hebben een directe invloed op het gedrag van het organisme.
|
|
|
• Receptorcellen |
-Receptorcellen zijn hooggespecialiseerde neuronen die zintuiglijke informatie kunnen ontvangen. Een goed voorbeeld zijn de fotoreceptoren van het oog die in staat zijn verschillen in licht en lichtintensiteit op chemische wijze in eleklli che signalen te vertalen. Deze elektrische signalen kunnen door de andere zenuwcellen worden begrepen. De receptorcellen liggen aan de basis van onze zintuiglijke waarneming. |
|
|
• lnterneuronen vormen |
-lnterneuronen vormen een tweede categorie van zenuwcellen die in staat zijn signalen te ontvangen , verwerken, en naar andere zenuwcellen door te sturen. Intemeuronen dienen al s informatieverwerkers en vormen de grootste groep van de neuronen in het menselijke zenuwstelsel. Sommige interneuronen beschikken over een zeer uitgebreid dendritisch systeem, wat erop wijst dat hun voornaamste fu nctie erin bestaat zoveel mogelijk informatie te vergaren en te integreren. |
|
|
• effectorcellen of motorische neuronen |
-Effectorcellen of motorische neuronen. Deze zenuwcellen hebben vaak lange axonen en sturen signalen naar spieren of organen in het lichaam. Ze hebben een directe invloed op het gedrag van het organisme. |
|
|
Het gebied van communicatie tussen twee neuronen noemen we de synaps.
Synapsen werken meestal in één richting waarbij activiteit ter hoogte |
van het eindplaatje van de informatieversturende cel (de presynaptische cel) het gedrag van de ontvangende cel (de postsynaptische cel) beïnvloedt.
In de meeste neuronen bestaat het postsynaptischmembraan gewoonlijk uit een dendriet (axodendritische synaps) of cellichaam (axosomatische synaps) hoewel synapsen tussen axonen onderling (axo-axonische synaps) soms ook voorkomen.
De meeste neuronen hebben verschillende dendrieten en slechts één axon. Gezien hun multipele vertakkingen worden zij multipolaire neuronen genoemd. Unipolaire neuronen (met slechts één vertakking) en bipolaire neuronen (met !echts twee vertakkingen) komen in het menselijk zenuwstelsel minder frequent voor. |
|
|
De meeste neuronen hebben verschillende dendrieten en slechts één axon. Gezien hun multipele vertakkingen worden zij |
multipolaire neuronen genoemd. Unipolaire neuronen (met slechts één vertakking) en bipolaire neuronen (met slechts twee vertakkingen) komen in het menselijk zenuwstelsel minder frequent voor. |
|
|
|
informatie te verwerken en de verschillende invloeden van de cellen van wie zij informatie krijgen, te integreren.
In het menselijk brein is het niet ongewoon dat één enkel neuron informatie van een twintig tot dertigduizend synapsen te verwerken krijgt, wat meteen de complexiteit van dit systeem in het licht stelt. |
|
|
In alle neuronen vormt het celmembraan de grens tussen het inwendige van de cel en de omliggende extracellulaire vloeistof.
Dit buitenmembraan is meer dan slechts een om hulsel van de cel. Het is fundamenteel voor |
de informatieverwerkende functies van het neuron.
Alle informatie die een neuron ontvangt, moet via dit membraan de cel binnen dringen, en alle berichten die een neuron verzendt naar andere cellen, moeten er eveneens doorheen.
Het neuraal membraan is een zeer oude en succesvolle uitvinding in de evolutie die vrijwel onveranderd in het zenuwstelsel van alle dieren terug te vinden is. |
|
|
Het neuraal membraan is een zeer oude en succesvolle uitvinding in de evolutie die vrijwel onveranderd in het zenuwstelsel van |
alle dieren terug te vinden is. |
|
|
De belangrijkste structurele componenten zijn fosfolipiden of vetzuren. Deze lange dunne moleculen hebben een kooie dat hvdrofiel is (d.w.z. dat het zich aangetrokken voelt tot water) en een staartje dat hydrofoob is (d.w.z. dat het een afkeer heeft van water).
Wanneer fosfolipiden op een wateroppervlak gebracht worden, treedt er een merkwaardig biochemisch effect op.
Elke molecule oriënteert zichzelf spontaan |
met het hydrofiele kopje op het wateroppervlak en het hydrofobe staartje zo ver mogelijk van het water verwijderd in de lucht.
|
|
|
Aangezien zowel de intracellulaire als de extracellulaire vloeistof oplossingen zijn van water en zouten , kan men zich een celmembraan voorstellen als |
twee lagen van fosfolipiden die met hun kopjes naar de wateroplossingen toe en met hun staartjes naar binnen zijn gekeerd.
In dit tweelagige model zijn zowel de binnen- als de buitenopper vlakken van het membraan samengesteld uit de hydrofiele hoofdjes van deze fosfolipiden.
Het binnenste gedeelte van het membraan bestaat uit de hydrofobe staartjes van de vetzuren. |
|
|
Proteïnen zijn
|
complexe organische moleculen die opgebouwd zijn uit aminozuren .
De proteïnemoleculen in het membraan voorzien in een aantal mechanismen die de binnen- en de buitenkant van de cel met elkaar verbinden.
Eén van deze functies is bijvoorbeeld het transport waarbij bepaalde geselecteerde moleculen doorheen het membraan worden toegelaten terwijl andere worden geweerd.
De membraanproteïnen zijn bijzonder belangrijk ter hoogte van de synapsen waar ze een aantal gespecialiseerde functies uitvoeren . |
|
|
Eén van deze functies is bijvoorbeeld |
het transport waarbij bepaalde geselecteerde moleculen doorheen het membraan worden toegelaten terwijl andere worden geweerd.
De membraanproteïnen zijn bijzonder belangrijk ter hoogte van de synapsen waar ze een aantal gespecialiseerde functies uitvoeren . |
|
|
1.8.2.2 Dendrieten
De dendrieten met hun smalle boomachtige vertakkingen vergroten aanzienlijk de kans op |
synaptische verbindingen in het hersenweefsel.
Vele dendrieten hebben een speciale vorm van synaptische verbinding , de dendritische stekels (spines).
Dit zijn smalle (1 tot 2 mu) stekelvormige uitstulpingen van de dendriet die de postsynaptische elementen van de meeste synapsen in het brein vormen. Deze stekeltjes vergroten de synaptische oppervlakte van de dendriet en zorgen voor een maxi mum aan synaptische mogelijkheid bij een minimum aan dendritisch volume.
Er zijn sterke aanwijzingen dat de dendritische stekels vervormbare structuren zijn die door leerprocessen kun nen veranderen (zie hoofdstuk 'Het geheugen'). |
|
|
Vele dendrieten hebben een speciale vorm van synaptische verbinding , de dendritische stekels (spines). Dit zijn smalle (1 tot 2 mu) stekelvormige uitstulpingen van de dendriet die de postsynaptische elementen van de meeste synapsen in het brein vormen.
Deze stekeltjes vergroten de synaptische oppervlakte van de dendriet en zorgen voor |
een maximum aan synaptische mogelijkheid bij een minimum aan dendritisch volume.
Er zijn sterke aanwijzingen dat de dendritische stekels vervormbare structuren zijn die door leerprocessen kun nen veranderen. |
|
|
Dit is echter niet de enige functie van dit deel van het neuron. Het cellichaam is ook verantwoordelijk voor |
een groot aantal complexe biochemische processen .
Zo bevat het cellichaam de metabolische structuren die nood zakelijk zijn om glucose in hoog energetische bestanddelen te veranderen om aan de energievraag van andere delen van het neuron te voldoen .
Bovendien worden hier de proteïnen die dienst doen als chemische boodschappers tussen de cellen, aangemaakt en verpakt. Hiervoor bevat het cellichaam een aantal kleinere gespecialiseerde substructu ren, de organellen, die de verschillende metabolische functies van de cel uitvoeren. |
|
|
Mitochondria zijn kleine organellen met een eigen buitenmembraan rond een sterk gevouwen intern membraan .
Zij zorgen voor
|
de metabolische energie van de cel.
De belangrijkste bron van energie voor het zenuwstelsel is glucose (suiker) die uit het voedsel wordt gewonnen.
De mitochondria bevatten de enzymen die noodzakelijk zijn voor de omzetting van glucose in hoog energetische bestanddelen, voornamelijk adenosine trifosfaat (ATF).
De ATF-moleculen kunnen dan vervoerd worden naar andere regio's van de cel waar hun energie kan worden gebruikt.
Mitochondria zijn ook een bewaarplaats voor calcium dat wordt gebruikt om de hoeveelheid neurotransmitters die moet vrijko men, te regelen. |
|
|
De mitochondria bevatten de enzymen die noodzakelijk zijn voor de omzetting van glucose in hoog energetische bestanddelen, voornamelijk adenosine trifosfaat (ATF).
De ATF-moleculen kunnen dan vervoerd worden naar andere regio's van de cel waar hun energie kan worden gebruikt.
Mitochondria zijn ook een bewaarplaats voor |
calcium dat wordt gebruikt om de hoeveelheid neurotransmitters die moet vrijko men, te regelen. |
|
|
De aanmaak van neuronaal actieve bestanddelen en andere grote proteïnemoleculen in het cellichaam is meer complex.
Het proces van proteïnesynthese begint in |
de celkern.
De celkern of nucleus wordt door een kemmembraan afgescheiden van de intracellulaire vloeistof en de andere organellen.
De celkern is het meest fundamentele organel van de cel en bevat de genetische informatie (chromosomen) die de cellulaire functie bepaalt.
|
|
|
De genetische code wordt bewaard als een gecodeerde band van desoxyribonucleïnezuur (DNZ).
Elke DNZ-molecule bevat de genetische codes voor alle cellen in het lichaam . Enkel een bepaald deel van deze genetische blauwdruk wordt door de zenuwcel gebruikt.
|
de ontwikkeling van de cel naar haar volwassen vorm en produceert de proteinen die noodzakelijk zijn voor de werking van de cel. De celkern start het proces voor de bouw van proteïnemoleculen door een bepaald stuk van de DNZ-code over te scluijven op een complementaire molecule ribonucleïnezuur (RNZ).
RNZ-moleculen worden dan in de intracellulaire vloeistoflosgelaten waar de proteïnesynthese plaatsheeft. De nucleolus is een afzonderlijke structuur binnen de nucleus die ook betrokken is bij het proces van proteïnesynthese. De nucleolus gebruikt daarvoor moleculaire complexen, de zogenoemde ribozomen, die assisteren bij de synthese van proteïnen. |
|
|
RNZ-moleculen worden dan in de intracellulaire vloeistoflosgelaten waar de proteïnesynthese plaatsheeft.
De nucleolus is |
een afzonderlijke structuur binnen de nucleus die ook betrokken is bij het proces van proteïnesynthese.
De nucleolus gebruikt daarvoor moleculaire complexen, de zogenoemde ribozomen, die assisteren bij de synthese van proteïnen. |
|
|
e g
|
-het endoplasmatisch reticulum en -het golgi-apparaat.
Samen vormen ze een geminiaturiseerde versie van een aanmaak- en verpakkingsbedrijf.
|
|
|
Het endoplasmatisch reticulum is een systeem van buisjes, uitsparingen en zakjes.
Het ruw endoplasmatisch reticulum is |
het initieel segment dat begint met de aanmaak van proteïnemoleculen. Het dankt zijn ruwe uitzicht aan de aanwezigheid van grote hoeveelheden ribozomen die op zijn oppervlak gebonden liggen.
|
|
|
De ribozomen van het ruw endoplasmatisch reticulum bouwen grote delen van proteïnemoleculen in een volgorde die voorgeschreven wordt door het RNZ vanuit de celkern.
Deze segmenten van proteïnemoleculen worden door heen het ruw endoplasmatische reticulum geleid zoals een product |
dat wordt samengesteld op een industriële assemblagelijn .
Uiteindelijk worden deze segmenten losgelaten in het glad endoplasmatisch reticulum waar geen ribozomen aanwezig zijn en door deze structuur naar het golgi-apparaat geleid.
|
|
|
Het golgi-apparaat is een complex van membranen dat de assemblage van de proteïne vervolledigt en de resulterende moleculen met een eigen membraarn omkapselt om in de cel te worden losgelaten.
Het is belangrijk dat de afgewerkte proteïnen goed verpakt worden omdat |
ze als neurotransmitters sterke effecten hebben op de neurale functie.
Dankzij hun verpakking, een vesikel, kunnen de proteïnen veilig naar het deel van de cel worden gebracht waar zij zullen worden gebruikt.
De neurotransmitters die door een cel ter hoogte van de synaps worden losgelaten, worden dus oorspronkelijk aangemaakt in het endoplasmatisch reticulum en golgi-apparaat in het cellichaam, ingekapseld in een vesikel en getransporteerd over de hele lengte van het axon naar de synaps waar ze ku nnen worden gebruikt. De zenu wcellen bevatten ook een aantal smalle vezelachtige structuren, de microtubuli, die instaan voor het transport van de chemi sche stoffen van het cellichaam naar de distale vertakkingen van de cel of omgekeerd. |
|
|
De neurotransmitters die door een cel ter hoogte van de synaps worden losgelaten, worden dus oorspronkelijk aangemaakt in |
het endoplasmatisch reticulum en golgi-apparaat in het cellichaam, ingekapseld in een vesikel en getransporteerd over de hele lengte van het axon naar de synaps waar ze ku nnen worden gebruikt.
De zenuwcellen bevatten ook een aantal smalle vezelachtige structuren, de microtubuli, die instaan voor het transport van de chemische stoffen van het cellichaam naar de distale vertakkingen van de cel of omgekeerd. |
|
|
1.8.2.4 Axon
Het axon van een neuron ontspringt uit het cellichaam ter hoogte van een verdikking van het celmembraan, de |
axonheuvel, en loopt naar de regio waar het synaptische contact plaatsheeft.
Axonen zijn gespecialiseerde vertakkingen met een exciteerbaar membraan, dat wil zeggen een membraan dat in staat is een actiepotentiaal op te wekken en te versturen.
Een actiepotentiaal is een kenmerkende elektrische respons die dient om informatie over de hele lengte van het axon te vervoeren. Meestal hebben cellen slechts één axon dat echter verschillende collateralen (vertakkingen) kan hebben die het actie potentiaal naar meer dan één regio in de hersenen versturen. Wanneer een axon zijn synaptische bestemming nadert, vertakt het zich in een aantal kleinere uitlopers die elk eindigen in een eindplaatje. Elk eindplaatje bevat zowel mitochondriën als s naptische vesikels.
De synaptische vesikels bevatten de neurotransmitters die losgelaten zullen worden in de ruimte tussen bet presynaptische membraan van het eindplaatje en het postsynaptische membraan van de ontvangende cel. |
|
|
Een actiepotentiaal is een kenmerkende elektrische respons die dient om |
informatie over de hele lengte van het axon te vervoeren. Meestal hebben cellen slechts één axon dat echter verschillende collateralen (vertakkingen) kan hebben die het actie potentiaal naar meer dan één regio in de hersenen versturen. Wanneer een axon zijn synaptische bestemming nadert, vertakt het zich in een aantal kleinere uitlopers die elk eindigen in een eindplaatje. Elk eindplaatje bevat zowel mitochondriën als s naptische vesikels.
De synaptische vesikels bevatten de neurotransmitters die losgelaten zullen worden in de ruimte tussen bet presynaptische membraan van het eindplaatje en het postsynaptische membraan van de ontvangende cel. |
|
|
De synaptische vesikels bevatten de neurotransmitters die losgelaten zullen worden in de ruimte tussen |
het presynaptische membraan van het eindplaatje en het postsynaptische membraan van de ontvangende cel. |
