H11 Zenuwstelsel

H11: Het zenuwstelsel
Tot het centrale zenuwstelsel behoren hersenen en ruggenmerg. De hersenen bestaan uit
grote hersenen, kleine hersenen en hersenstam. De grote hersenen verwerken impulsen
afkomstig van de zintuigen en reguleren vrijwillige beweging. De kleine hersenen verzorgen
de coördinatie van bewegingen. De hersenstam, bestaande uit het verlengde merg, de pons en
de middenhersenen, bestuurt o.a. hartslag, ademhaling en bloeddruk.
Het perifeer zenuwstelsel (perifeer = aan de rand) is alles daarbuiten. De zenuwen zijn
onderdeel van het perifere zenuwstelsel. Het animale zenuwstelsel (het bewuste deel van het
perifere zenuwstelsel) is aan de ene kant aangesloten op animale zintuigen (zintuigen die
prikkels uit de omgeving opvangen) en andere kant op huid- en skeletspieren en effectoren.
Het bestaat uit een sensorisch gedeelte, waar de prikkels binnen komen en een motorisch
gedeelte, waar de impulsen tot uiting komen in bewuste bewegingen.
Het autonome zenuwstelsel is het onbewuste deel van het perifere zenuwstelsel. Het sturt de
spieren van inwendige organen en klieren aan, en werkt daarbij nauw samen met het
hormoonstelsel. Het orthosympatische deel zorgt voor de werking van het autonome
zenuwstelsel als het lichaam actief is. Het parasympatische deel zorgt voor de werking als
het lichaam in rust is. Dubbele innervatie is dat organen met beide delen zijn verbonden.
Het bestaat weer uit een sensorisch gedeelte, waar de prikkels binnenkomen, en een motorisch
gedeelte, waar impulsen tot uiting komen in onbewuste bewegingen.
Een gevoelszenuwcel ofwel sensorisch neuron heeft een lange dendriet (uiteinde) en een
korter axon (uitloper). Een bewegingszenuwcel ofwel motorisch neuron heeft meerdere
korte dendrieten en een lang axon. Schakelcellen geven de impulsen van verschillende
soorten neuronen door. Zij liggen binnen het centrale zenuwstelsel.
Een prikkel komt binnen bij een sensorisch neuron. Het gaat naar het centrale zenuwstelsel.
Daar wordt het doorgeven aan het motorisch deel van het autonome of animale zenuwstelsel.
Lange zenuwuitlopers zijn vaak omgeven door een myelineschede. Deze dient als isolatie.
Op bepaalde plaatsen ontbreekt de isolatie, waardoor de impulsen van insnoering (van
Ranvier) naar insnoering springen en de geleiding gaat zo veel sneller.
Neuronen geleiden impulsen in de vorm van elektrische lading. Tussen een neuron en zijn
omgeving bestaat een ladingsverschil: De som van de negatief en positief geladen ionen is
niet gelijk. De transporteiwitten op het membraan transporteren namelijk natriumionen de cel
uit en kaliumionen de cel in. Het transport van de verschillende ionen verloopt niet even snel:
tegenover elke drie NA+-ionen gaan ongeveer twee K+-ionen naar binnen. Kaliumionen
diffunderen sneller terug dan natriumionen. Het gevolg van deze snelheidsverschillen is dat de
concentratie aan positief geladen binnen het neuron lager is dan buiten het neuron. Als de cel
in rust is, is het ladingsverschil -70 mV. Als een neuron van een schakelneuron een prikkel
doorkrijgt, betekent dat, dat het ladingsverschil in het begin van het neuron verandert. Als
gevolg daarvan, verandert het ladingsverschil van het stukje ernaast. Zo geeft een neuron een
prikkel door.
Voor het doorgeven van prikkels is wel steeds een actiepotentiaal nodig: De porie-eiwitten
voor natriumionen reageren sneller op veranderingen dan de porie-eiwitten voor kaliumionen.
Als de neuron een prikkel doorkrijgt gaan de porie-eiwitten voor natriumionen het eerst open.
Daardoor diffunderen natriumionen met hoge snelheid de cel in. Er vindt depolarisatie plaats:
een afname van het rustpotentiaal. Doordat de porie-eiwitten voor kaliumionen nog niet open
zijn, krijgt de binnenzijde van het celmembraan zelfs even een een positieve lading ten
opzicht van de buitenzijde (ca. +30 mV). Op dat moment gaan de porie-eiwitten voor
natriumionen dicht en die voor kaliumionen open. Kaliumionen diffunderen snel naar buiten.
Hierdoor wordt de binnenzijde van het celmembraan weer negatief ten opzichte van de
buitenzijde (repolarisatie). Er treedt zelfs korte tijd een hyperpolarisatie op, doordat de
porie-eiwitten voor kaliumionen wat vertraagd sluiten. Hierna wordt het rustpotentiaal van ca.
-70mV weer bereikt. Op dit moment zijn de natrium- en kaliumionen anders verdeeld dan
voor het begin van de actiepotentiaal. De natrium-kaliumpomp zorgt dan dat de normale
verdeling weer wordt hersteld in de refractiefase (duurt 1 milliseconde)
Tussen schakelneuronen, gewone neuronen en de organen waar de neuronen naar toe gaan,
zitten synapsen, die de signalen van de ene neuron naar de andere neuron doorgeven. De
zenuwcel die een impuls over draagt op een volgende zenuwcel heet de presynaptische
zenuwcel; de cel die de impuls ontvangt wordt de postsynaptische cel genoemd. De ruimte
tussen pre- en postsynaptische cel is de synapsspleet. Signalen worden doorgegeven op twee
manieren:
1. In het uiteinde van de presynaptische cel bevinden zich heel veel synaptische blaasjes. In
elk blaasje zitten duizenden moleculen van een bepaalde stof, die neurotransmitter genoemd
wordt. Als een impuls aankomt bij het presynaptische membraan (zie afbeelding) brengen
synaptische blaasjes hun inhoud in de synapsspleet. De neurotransmittermoleculen binden
zich aan receptor-eiwitten in het postsynaptische membraan. Hierdoor verandert de
ruimtelijke structuur van deze eiwitten, waardoor poriën opengaan en ionen doorgelaten
worden. Het ladingsverschil in de “nieuwe” neuron verandert door de toevoer van ionen, en
het signaal wordt weer verder doorgegeven.
2. Niet alle eiwitten in het membraan veranderen door de neurotransmitters. Sommige
eiwitten openen als het ladingsverschil van het celmembraan afgenomen is tot een bepaald
niveau (drempelwaarde).
De uiteinden van uitlopers van motorische neuronen maken contact met spiervezels via een
motorisch eindplaatje. Deze wekrt op dezelfde wijze als een synaps. Zodra impulsen de
motorische eindplaat bereiken, wordt de transmitterstof acetylcholine afgegeven. Hierdoer
depolariseert de spiervezelmemebraan en trekt de spiervezel zich samen.