Hoofdstuk 7, Netwerken

7.1
Je hart klopt en je ademhalingsspieren trekken samen door impulsen. Impulsen zijn ionen-stromen met een elektrisch gevolg. Alle impulsen ontstaan op dezelfde manier.
Tussen de binnen en buitenkant van het celmembraan zit een spanningsverschil. Deze spanning heet de rustpotentiaal en bedraagt ongeveer -70 mV. Deze spanning ontstaat door een ongelijke verdeling van geladen deeltjes aan de binnen en buitenzijde. Deze ongelijke verdeling hoort zo en word behouden door de natrium-kalium pomp. De natrium- kalium pomp is een mechanisme van transporteiwitten. Deze pomp zit in het celmembraan en kan natrium en kaliumionen transporteren van de buitenzijde naar de binnenzijde van het membraan en andersom. Op deze manier kan de cel zijn rustpotentiaal gelijk houden, want door diffusie (als stoffen passief het membraam passeren) kunnen enkele natrium of kalium ionen de rustpotentiaal verstoren. De N-K pomp is dus altijd aan het werk.
De impuls:

Zintuig-, zenuw- en spiercellen beschikken over speciale Na en Ka transportpoorten. In rust zijn deze poorten gesloten maar door elektrische prikkeling veranderen er dingen.
- Ten eerste gaan de Na- poorten open. De Na stroomt de cel binnen, het potentiaalverschil verandert, en aan de binnenkant komen teveel positieve ionen, de potentaal wordt –65 mV dan –60, enz.
- Bij –50 mV is de drempelwaarde bereikt, nu vind een massale natriumverplaatsing plaats. Bij 0 mV is de cel gedepolariseerd. De positieve en negatieve ionen zijn op dit moment in evenwicht.
- Nu sluiten de Na poorten en gaan de Ka poorten open, de Ka stroomt naar buiten. De Ka is net als Na positief en als er positieve deeltjes weer naar buiten verdwijnen wordt weer langzaam de rustpotentiaal bereikt (-70 mV). De cel is gerepolariseerd.
Kort samengevat:
- de natriumpoort gaat open en natrium gaat naar binnen
- als drempelwaarde (-50 mV) is berijkt dan massaal natrium naar binnen tot 0 mV. de cel is nu gedepolariseerd.
- Natriumpoorten sluiten, en Kaliumpoorten gaan open. Kalium stroomt naar buiten
- De cel bereikt weer zijn rustpotentiaal.
Nu zijn er binnen de cel teveel natriumionen en te weinig kaliumionen, en buiten de cel andersom, dit wordt langzaam hersteld door de Natrium-Kalium pomp. Met deze actie veranderd de potentiaal niet, de rangschikking van positieve ionen veranderd alleen.
Via de Nartiumpoort kunnen dus alleen Na ionen naar binnen, en via de Kaliumpoort kunnen alleen Ka ionen naar buiten.
Hyperpolarisatie = als de Ka stoom iets te lang doorgaat. (wordt eventjes bijvoorbeeld –80 mV)

Ook chemische en mechanische prikkels kunnen een impuls veroorzaken, bijvoorbeeld bij licht en geluid. Als een prikkel niet sterk genoeg is om de drempelwaarde te bereiken ontstaat er geen impuls.
Impulsen hebben altijd dezelfde sterkte, alleen de impulsfrequentie kan anders zijn. Bij fel licht zijn de impulsen even sterk als bij zwak licht, alleen komen er bij fel licht gewoon veel meer impulsen van dezelfde sterkte.
Een cel kan als hij bezig is met een impuls (absoluut refractaire periode)niet op nog een prikkel reageren. Tijdens de periode dat de Ka poorten openstaan (relatief refractaire periode) kan hij alleen reageren op een hele sterke prikkel.

7.2
Als er bij 1 Ka-Na poort een impuls plaats vindt, heeft dat effect op de omgeving. De omgeving wordt beïnvloed een daar ontstaat ook een impuls. Op deze manier gaat de impuls ‘lopen’. Dat beïnvloeden van de omgeving gebeurt zo:
- Een cel wordt gedepolariseerd ( 0 MV is bereikt)
- In de omgeving is nog rustpotentiaal ( -70 mV ). Er is dus spanning met omgeving.
- Dit spanningsverschil is een elektrische prikkel voor de omgeving in rustpotentiaal om de Na poorten open te zetten en ook te gaan depolariseren.
- Wanneer deze omgeving dus ook 0 MV is geworden zet hij zijn omgeving ook weer aan te gaan depolariseren, en ga zo maar door.
Sommige zenuwceluitlopers hebben een isolerende myelineschede. De isolerende myelineschede bestaat uit de cellen van Schwann (bestaande uit myeline), met tussen de cellen steeds een ruimte: de insnoering van Ranvier. Op deze insnoering bevinden zich veel Na en Ka poorten. Door de depolarisatie op de ene insnoering van Ranvier en de nog niet depolarisatie op de andere insnoering, ontstaat er een spanningsverschil. Door deze elektrische spanning worden de Na en Ka poorten op de volgende insnoering geprikkeld en zo ‘verspringt’ de depolarisatie. Door myelineschede is dit verspringen mogelijk. In de zenuwcellen met isolerende myelineschede gaat de impuls overdracht dus veel sneller.
De allersnelste manier van impulsoverdracht is die van de synapsen, de overdracht van impulsen van zenuwcel naar zenuwcel. De synaps zit aan het einde van de Axon (uitsteeksel van zenuwcel). De presynaptische cel geeft een transmitterstof af waarop de postsynaptische cel reageert.

- Door exocytose komen uit de presynaptischecel neurotransmitters (bijv acetylcholine) vrij.
- Zo’n neurotransmitter bindt zich aan een passende receptor (op membraan) van de postsynaptischecel
- Door deze binding gaan de ernaast gelegen eiwitpoorten ( Na poorten) open, dit is het begin van een impuls.

7.3
Om te voorkomen dat er in je lichaam door impulsen tegengestelde reacties ontstaan (sneller ademen + vertraagde hartslag) zijn er in je zenuwstelsel 2 typen neurotransmitters aanwezig: de stimulerende neurotransmitters (Exiterend) en de remmende neurotransmitters (inhiberend).
Zintuigcellen (pijn), zenuwcellen (sensorische, schakel en motorische) klieren en spieren vormen een reflexboog. Bij reflexen gaan impulsen altijd via het centrale zenuwstelsel (CZS), Dit is het ruggenmerg of de hersenstam. Het CZS bevat de schakel en motorische zenuwcellen. De aanvoerende delen van het CZS vormen het perifere zenuwstelsel. Als impulsen de hersenschors bereiken, start bewustwording (je voelt pijn). Een bundel zenuwuitlopers omgeven door bindweefsel heet zenuw.

7.4
Een neuro-endocriene reflex is een gecombineerde actie van het zenuw- en hormoonstelsel (bijv. borstvoeding). Dit reflex verloopt via hypothalamus en hypofyse.
Het autonome zenuwstelsel regelt je orgaanfuncties, dit gaat buiten je bewustzijn om. Je hersenstam en ruggenmerg prikkelen de organen via aparte zenuwen voortdurend tot meer of minder activiteit. Het sympathisch deel is vooral actief bij inspanning, het parasympathisch deel bij rust.
Je animale zenuwstelsel stuurt je skeletspieren. Van je gezichts- en gehoorcentrum komt informatie binnen. Een aantal neuronen( = zenuweenheid) in je hersenschors reageert op deze informatie. Zij sturen signalen naar een andere groep neuronen, de basale kernen, in de voorhersenen. Deze basale kernen activeren zenuwcellen in de hersenstam en in het ruggenmerg, en de boodschap loopt via vele schakelingen naar bepaalde armspieren.

De kleine hersenen sturen je spieren steeds bij tijdens een handeling, dit kan omdat er tijdens een handeling steeds terugkoppeling is naar de hersenen. Als je bijvoorbeeld een pen wilt pakken zorgen zenuwcellen in je hersenstam en ruggenmerg ervoor dat je je hand uitsteekt richting de pen. De kleine hersenen zorgen ervoor dat dit wordt bijgestuurd en dat je niet van je stoel afvalt als je te ver naar voren leunt. Alleen een pen pakken kost dus ontzettend veel hersenactiviteit, dit is eigenlijk te belastend voor je hersenen dus gelukkig voer je veel activiteiten uit via motorprogramma’s. Tijdens zo’n motorprogramma sturen je zenuwcellen bepaalde spieren aan zonder dat je je daar bewust van bent. Lopen bijvoorbeeld. Je hoeft alleen het motorprogramma ‘wandelen’ in te schakelen en vanzelf rekken pezen uit en trekken talloze spieren in de goede volgorde samen. Zo’n programma maken is wel moeilijk, maar dat heb je als kind gedaan.

7.5
In de hersenschors ontstaat bewustwording. Elk deel van het hersenschors heeft zijn eigen functie.
- Het sensorisch centrum. (voelen van pijn, warmte, enz.)
- Motorisch centrum. ( Prikkelen spieren van je hand of been, of voeren motorprogramma uit). Sommige motorprogramma’s zijn aangeboren (bijv. Ademhalen). Motorprogramma’s worden meestal geregeld vanuit de hersenstam, maar ze zijn echter bewust te beïnvloeden vanuit de motorische centrum in de hersenschors.
Het gedeelte in de hersenen dat te maken heeft met de invloed van emoties op je lichaam heet het limbisch systeem. Het oefent zijn invloed uit via de hypothalamus en de hypofyse