14.4 Impulsoverdracht tussen neuronen

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

14.4 Impulsoverdracht tussen neuronen

Voorkennisvragen:

1. Welke drie typen Natrium kanalen zijn er?

2. Wanneer ontstaat er een actiepotentiaal in een zenuwcel?

3. Waardoor kan er geen nieuw actiepotentiaal ontstaan tijdens de relatieve refractaire periode? 

Inhoud hoofdstuk

13.1 Bouw centraal zenuwstelsel (onderdelen hersenen) 2 lessen

13.2 Cellen in het zenuwstelsel

13.3 Impulsgeleiding (hoe gaan signalen door een zenuwcel) 2 lessen

13.4 Impulsoverdracht tussen neuronen 

13.5 Autonoom zenuwstelsel (onbewuste deel van het zenuwstelsel)

De Na+-K+-pomp pompt (1) de cel in en (2) de cel uit. Dit kost (3). Dit transport draagt bij aan het handhaven van de (4).
Vul de woorden Na+-ionen, K+-ionen, rustpotentiaal, energie, drie en twee in en maak de zin kloppend.

Doel 14.4

Je leert hoe de overdracht van impulsen van het ene op het andere neuron plaatsvindt

Lezen blz. 206 en bron 16

Tekstbegripvragen:

1. Wat vind je in de uiteinde van het axon van de presynaptische cel?

2. Wat voor eiwitten zitten op in het post synaptische membraan?

3. Wat is het verschil tussen een exciterende neurotransmitter en een inhiberende neurotransmitter?

Impulsoverdracht tussen neuronen

Gebeurt altijd één richting op.

Verschillende typen schakelingen

 A) Convergentie – Informatie uit verschillende bronnen komt samen bij één neuron.

Verschillende typen schakelingen

 B) Divergentie – Informatie uit één bron wordt verspreid naar verschillende bestemmingen.

Verschillende typen schakelingen

 C) Parallelcircuit – Eén prikkel veroorzaakt een korte reeks actiepotentialen omdat de parallelwegen verschillend van lengte zijn.

Impulsoverdracht tussen neuronen

Exciterende neurotransmitters

Stimuleren het volgende neuron

bv Acetylcholine

Inhiberende neurotransmitters

Remmen het volgende neuron

bv GABA

Impulsoverdracht tussen neuronen

Elk neuron maakt maar één type neurotransmitter en kan dus ook alleen maar óf exciterend zijn óf inhiberend.

Verschillende typen schakelingen

D) Positieve terugkoppeling – Impulsen kunnen circuleren zodat één prikkel een lange reeks actiepotentialen aan de outputkant kan veroorzaken. Het inhiberende neuron kan het proces zo nodig stoppen. Dergelijke circuits kunnen fungeren als ritmegenerator (bijv. voor rillen of krabben). 

Verschillende typen schakelingen

E) Negatieve terugkoppeling – Hierdoor wordt een limiet gesteld aan de vuur-frequentie van het output-neuron; van belang om overstimulatie van bijvoorbeeld spiervezels te voorkomen. 

Verschillende typen schakelingen

F) Reciproke inhibitie (wederkerige remming) – Een belangrijk mechanisme dat o.a. gebruikt wordt in het motorische systeem: aanspanning van een buigspier leidt automatisch tot ontspanning van een strekspier, en andersom. 

Het circuit is ook bruikbaar voor functies als contrastversterking en ruisonderdrukking. 

1

2

3

4

Vul in: Exciterend, inhiberend of niets?

Inhiberende neurotransmitter

Exciterende neurotransmitter

1

2

3

4

Wat gebeurt er in de synaps? Tabel 88G

Exciterende neurotransmitter

Stap 1a: Impuls komt aan bij de synaps (presynaptisch membraan)

Exciterende neurotransmitter

Stap 1b: Ca2+ poorten gaan open, Ca2+ ionen stromen de cel in

Vraag

Wat voor type kanalen zijn de Ca2+ kanalen?

Exciterende neurotransmitter

Stap 2: Neurotransmitterblaasjes worden gemobiliseerd (klaargezet)

Exciterende neurotransmitter

Stap 3: Blaasjes fuseren met presynaptisch membraan – neurotransmitter in synaptische spleet

Exciterende neurotransmitter

Stap 4: Neurotransmitter bindt aan receptoren op het post-synaptisch membraan

Exciterende neurotransmitter

Stap 5: Na+ poorten openen: depolarisatie, actiepotentiaal bij voldoende prikkeling

Exciterende neurotransmitter

Stap 6: Neurotransmitter wordt afgebroken door enzymen, poorten sluiten

Vraag

Op welke plekken zou een verdovende drugs kunnen ingrijpen?

Exciterende neurotransmitter-> EPSP

Exciterende postsynaptische potentiaal (EPSP):

de membraanpotentiaal van het postsynaptisch neuron wordt tijdelijk minder negatief

Inhiberende neurotransmitter

Stap 5: K+ poorten openen (K+ naar buiten!), dus hyperpolarisatie!

X

X

Inhiberende neurotransmitter-> IPSP

Inhiberende postsynaptische potentiaal (IPSP):

de membraanpotentiaal van het postsynaptisch neuron wordt tijdelijk  negatiever

EPSP + IPSP = summatie

Elk neuron heeft contact met meerdere andere neuronen.

EPSP + IPSP = summatie

De EPSP als gevolg van één stimulerende neurotransmitter is meestal te gering om een actiepotentiaal op te wekken.

EPSP + IPSP = summatie

De optelsom (summatie) van alle EPSP's en IPSP's op een bepaald moment bepalen of er in het postsynaptisch neuron een actiepotentiaal optreedt.

Vraag

Op welke manieren kan een drugs, die werkt als neurotransmitter, verdovend werken? 

Impulsoverdracht tussen neuronen

Gebeurt met behulp van neurotransmitters.

Lijst met belangrijkste neurotransmitters staat in Tabel 88I.

Vraag:

Bekijk tabel 88I de laatste kolom. Begrijp je de verschillende manieren waarop neurotransmitters werken? 

Doel 14.4

Je hebt geleerd hoe de overdracht van impulsen van het ene op het andere neuron plaatsvindt

Begrippen 14.4

synaps, presynaptisch/ postsynaptisch membraan, synapsspleet, neurotransmitter, exciterende/ inhiberende postsynaptische potentiaal, summatie

Huiswerk

Bioplek animatie

Uitleg Video

Zet in de juiste volgorde:

1. Chemisch gestuurde natriumkanaaltjes gaan open

2. Instroom van natrium leidt tot depolarisatie van de postsynaptische cel

3. Impuls komt aan in axon van presynaptische cel

4. Chemisch gestuurde calciumpoortjes gaan open

5. Neurotransmitterblaasjes versmelten met celmembraan en neurotransmitter komt vrij in synaptische spleet

6. Neurotransmitters worden afgebroken door enzymen 

7. Spanningsgestuurde natriumkanalen gaan open en natrium stroomt postsynaptische cel in

8. Calcium stroomt cel in en mobiliseert neurotransmitterblaasjes