WC01 - De Prikkelbare Cel

Question 1

Bij welke cel is er sprake van een elektrochemisch evenwicht?

Answer 1

Bij geen enkele cel

Question 2

In welke richting wijst de concentratiegradiënt in deze cellen?

Answer 2

Na⁺ cel: naar binnen
K⁺ cel: naar buiten
Cl^- cel: naar binnen
Ca²⁺ cel: naar binnen

Question 3

In welke richting wijst de elektrische gradiënt en welke kant wordt een positief ion opgeduwd in deze cel?

Answer 3

De elektrische gradiënt wijst naar buiten.
Een positief ion wordt naar buiten geduwd door een positief membraanpotentiaal.

Question 4

In welke richting wijst de elektrische gradiënt en welke kant wordt een positief ion opgeduwd in deze cel?

Answer 4

De elektrische gradiënt wijst naar binnen.
Een positief ion wordt naar binnen geduwd door een negatief membraanpotentiaal.

Question 5

In welke richting wijst de elektrische gradiënt en welke kant wordt een negatief ion opgeduwd in deze cel?

Answer 5

De elektrische gradiënt wijst naar buiten.
Een negatief ion wordt naar buiten geduwd door een negatief membraanpotentiaal.

Question 6

In welke richting wijst de elektrische gradiënt en welke kant wordt een positief ion opgeduwd in deze cel?

Answer 6

De elektrische gradiënt wijst naar buiten.
Een positief ion wordt naar buiten geduwd door een positief membraanpotentiaal.

Question 7

Hoe groot is de Nernstpotentiaal in deze cellen?

Answer 7

Na⁺ cel: +60 mV
K⁺ cel: -90 mV
Cl^- cel: -83 mV
Ca²⁺ cel: +122 mV

Question 8

Stel, de membraanpotentiaal is -83 mV. Welke kant wijst de elektrische gradiënt dan op, en is er dan een netto stroom?

Answer 8

De elektrische gradiënt wijst dan de verkeerde kant op om dit ion in elektrochemisch evenwicht te laten zijn.
Er is dus een netto stroom van dit ion de cel in.

Question 9

Stel, de membraanpotentiaal is -83 mV. Welke kant wijst de elektrische gradiënt dan op, en is er dan een netto stroom?

Answer 9

De elektrische gradiënt wijst dan de de juiste kant op, maar is nog te klein om dit ion in elektrochemisch evenwicht te laten zijn.
Er is dus een netto stroom van dit ion de cel uit.

Question 10

Stel, de membraanpotentiaal is -83 mV. Welke kant wijst de elektrische gradiënt dan op, en is er dan een netto stroom?

Answer 10

De elektrische gradiënt wijst dan de juiste kant op en is precies groot genoeg om dit ion in elektrochemisch evenwicht te laten zijn.
Er is dus geen netto stroom van dit ion de cel in/uit.

Question 11

Stel, de membraanpotentiaal is -83 mV. Welke kant wijst de elektrische gradiënt dan op, en is er dan een netto stroom?

Answer 11

De elektrische gradiënt wijst dan de verkeerde kant op om dit ion in elektrochemisch evenwicht te laten zijn.
Er is dus een netto stroom van dit ion de cel in.

Question 12

Hoe groot is de drijvende kracht (DF) achter de netto stroom, indien aanwezig, wanneer de membraanpotentiaal -83 mV is?
V_DF = V_m - E_ion

Answer 12

-83 - 60 = -143 mV

Question 13

Hoe groot is de drijvende kracht (DF) achter de netto stroom, indien aanwezig, wanneer de membraanpotentiaal -83 mV is?
V_DF = V_m - E_ion

Answer 13

-83 - -90 = 7 mV

Question 14

Hoe groot is de drijvende kracht (DF) achter de netto stroom, indien aanwezig, wanneer de membraanpotentiaal -83 mV is?
V_DF = V_m - E_ion

Answer 14

-83 - -83 = 0 mV

Question 15

Hoe groot is de drijvende kracht (DF) achter de netto stroom, indien aanwezig, wanneer de membraanpotentiaal -83 mV is?
V_DF = V_m - E_ion

Answer 15

-83 -122 = -205 mV

Question 16

Wat is de formule van Goldman?

Answer 16

Question 17

Wat is bepalend voor de invloed van een ion, of beter gezegd zijn concentratiegradiënt met bijbehorende evenwichtspotentiaal, op de membraanpotentiaal in rust? Met andere woorden welk(e) ion(en) trekken het hardst aan de membraanpotentiaal?

Answer 17

Degene met de hoogste permeabiliteit

Question 18

Wat gebeurt er met de membraanpotentiaal iedere keer als de geleidbaarheid van een ion toeneemt of afneemt?

Answer 18

De openheid van een kanaaltje (geleidbaarheid) is een heel belangrijke invloed waar membraanpotentiaal naar toe gaat.
- Als de geleidbaarheid bij natrium toeneemt, dan wordt de Vm positiever.
- Als de geleidbaarheid bij kalium toeneemt, dan wordt de Vm negatiever.
- Als de geleidbaarheid van chloride toeneemt, dan wordt de Vm negatiever.

Question 19

Het ion dat de grootste verstoring van de
membraanpotentiaal in rust kan veroorzaken is degene die in rust de minste invloed heeft, ofwel Na+. Als pNa toeneemt stroomt Na+ naar binnen/buiten onder invloed van enkel de chemische gradiënt / enkel de elektrische gradiënt / zowel de chemische als de elektrische gradiënt. Zo zorgt Na+ voor depolarisatie / hyperpolarisatie van de membraan waardoor de membraanpotentiaal dichter bij E_Na komt te liggen.

Answer 19

Als pNa toeneemt stroomt Na+ naar binnen onder invloed van zowel de chemische als de elektrische gradiënt. Zo zorgt Na+ voor depolarisatie van de membraan waardoor de membraanpotentiaal dichter bij E_Na komt te liggen.

Question 20

Wanneer [K+]_e toeneemt dan neemt de concentratiegradiënt toe / af en dus zal de evenwichtspotentiaal EK toenemen / afnemen, ofwel meer / minder negatief worden. Hierdoor zal de membraanpotentiaal depolariseren / hyperpolariseren.

Answer 20

Wanneer [K+]_e toeneemt dan neemt de concentratiegradiënt af en dus zal de evenwichtspotentiaal EK toenemen, ofwel minder negatief worden. Hierdoor zal de membraanpotentiaal depolariseren.

Question 21

Waardoor stijgt [K+]_e tijdens spieractiviteit? Waarom is de hyperkaliëmie nadrukkelijker aanwezig bij honden met hypothyreoïdie?

Answer 21

Bij hypothyreoïdie kan er minder kalium naar binnen gepompt worden, waardoor er meer kalium buiten de cel blijft hangen. Hierdoor heb je ook een minder laag rustpotentiaal en bereik je sneller het actiepotentiaal

Question 22

Wie of wat zorgt ervoor dat een zenuw- of een skeletspiercel de drempelwaarde bereikt?

Answer 22

Door genoeg prikkels met een juiste snelheid na elkaar, zodat de ionkanalen niet in de tussentijd alweer gedepolariseerd zijn, maar dat het nog op elkaar door bouwt.

Question 23

Verloop van het actiepotentiaal (overzicht)

Answer 23

Question 24

Tijdens de depolarisatiefase van de AP verschuift de membraanpotentiaal in slechts 1 ms (1.10^-3 s) van E_k naar E_Na.
Wat is de verklaring voor die snelle verandering? Beschrijf het proces van positieve terugkoppeling dat optreedt tijdens de depolarisatiefase.

Answer 24

Als de drempelwaarde wordt bereikt gaan de poortjes open en daar dus een grote influx is, gaan ook de naburige poorten open waardoor daar weer een grote influx is waardoor weer naburige poortjes etc. Dit proces is dan ook niet meer te stoppen

Question 25

Waaruit blijkt dat het trage spanningsgevoelige kalium kanaal tijdens repolarisatie een hogere geleidbaarheid (g) heeft dan in rust?

Answer 25

Omdat hij onder het rustpotentiaal piekt tijdens hyperpolarisatie, en dat kan alleen als de geleidbaarheid van de kalium kanalen hoger is dan normaal

Question 26

Wat is de naam van de periode onder de 2 ms? Hoe heet de periode die volgt na de eerste 2 ms, hoe lang duurt die periode en wat kun je zeggen over de drempelwaarde tijdens deze periode?

Answer 26

De absoluut refractaire periode, want als dat signaal eenmaal bezig is kan er niks tegelijk gebeuren, de periode die er na komt is de relatief refractaire periode, waarin je wel nieuwe prikkels kunt geven maar je heel veel moeite moet doen om er over heen te komen

Question 27

Welke verandering, die samenhangt met een toename van de exciteerbaarheid, ondergaat het kalium kanaal in de afrondende fase? Zie fase 5 en 1 in de figuur.

Answer 27

Op een gegeven moment gaat het voltage kanaaltje dicht als het hyperpolarisatie niveau is bereikt, die sluiten zichzelf.

Question 28

Welke verandering, die samenhangt met een toename van de exciteerbaarheid, ondergaat het natrium kanaal in de afrondende fase? Zie fase 5 en 1 in de figuur.

Answer 28

De hyperpolarisatie zorgt voor het heropenen van het activatiepoortje, en pas vanaf dan kun je weer een nieuwe prikkel geven. Dan pas kan hij weer natrium binnen laten om een actiepotentiaal te bereiken.

Question 29

Waarom hangt de drempelwaarde zo sterk af van het aantal beschikbare natrium kanalen? Anders geformuleerd, waarom is een extra sterke stimulus nodig om een actiepotentiaal op te wekken als er minder natrium kanalen beschikbaar zijn?

Answer 29

Eerst de ligand geactiveerde kanaaltjes (zorgt voor de eerste stoot) en daarna moeten er voltage ion kanalen opengaan. Als je minder van die voltage ion kanalen hebt, dan heb je dus meer actiepotentiaal nodig om het te bereiken.

Question 30

Wat is het effect van hyperkaliëmie op de prikkelbaarheid van spierweefsel

Answer 30

Bij een beetje hyperkaliëmie ben je extra prikkelbaar, en met nog meer hyperkaliëmie krijg je verlamming. Het moet uiteindelijk wel weer naar binnen kunnen stromen. Als hij dat niet meer wil vanwege de concentratiegradient, dan gaat hij niet meer herpolariseren Als je over de drempelwaarde heen zit, omdat de kalium zo hoog is, dan gaat het natrium poortje niet meer open

Question 31

Wat voor effect heeft tetrodotoxine, afkomstig van een kogelvis, op de skeletspier?

Answer 31

TTX werkt op de natriumkanalen van de zenuwen en blokkeert daar de doorstroom van zenuwsignalen.

Question 32

Wat voor effect heeft dendrotoxine, afkomstig van de groene mamba, op de skeletspier?

Answer 32

Dendrotoxinen zijn een klasse van presynaptische neurotoxinen, die bepaalde subtypes van spanningsgevoelige kaliumkanalen in neuronen blokkeren, waardoor het vrijkomen van acetylcholine bij neuromusculaire juncties wordt bevorderd.

Question 33

Wat voor effect heeft conotoxine, afkomstig van een kegelslak, op de skeletspier?

Answer 33

Deze neurotoxinen zijn peptiden die onder andere voltage-afhankelijke ionkanalen blokkeren.

Question 34

Wat voor effect heeft botuline toxine, afkomstig van clostridium botulinum, op de skeletspier?

Answer 34

Botulinetoxine is een chemische stof die de samentrekkingen van de spier tegengaat. Door de spastische spier een injectie te geven met botulinetoxine vermindert de spanning in deze spier.

Question 35

Wat voor effect heeft tetanus toxine, afkomstig van clostridium tetani, op de skeletspier?

Answer 35

De toxine bindt aan receptoren van de motorische eindplaat in de spier en gaat vandaar via het axon naar het centraal zenuwstelsel, waar het toxine de reflexboog ontremt, zodat als gevolg van allerlei prikkels voor tetanus typische, ernstige spierspasmen ontstaan.

Question 36

Wat voor effect heeft fysostigmine, afkomstig van physostigma venenosum, op de skeletspier?

Answer 36

De werking van fysostigmine berust op het remmen van acetylcholinesterase. Doordat de acetylcholine die vrijkomt bij een prikkel niet wordt afgebroken door de acetylcholinesterase zal de prikkel langer blijven bestaan.

Question 37

Wat voor effect hebben organofosfaten (zoals DFP en guanitoxin), van synthetische afkomst of dolichospermum (blauwalg), op de skeletspier?

Answer 37

Organofosfaten zijn zeer krachtige remmers van het enzym acetylcholinesterase.

Question 38

Wat voor effect hebben agonisten, van synthetische afkomst of anabaena flos-aquae (blauwalg), op de skeletspier?

Answer 38

Spierverslappers

Question 39

Wat voor effect hebben antagonisten, van chondrodendrom tomentosum (klimplant) of bungarus multicinctus (gifslang), op de skeletspier?

Answer 39

Spierverzwakkers

Question 40

Extra:

Answer 40

Question 41

Some examples of transmembrane pumps

Answer 41

Question 42

Wat zijn de twee verschillen tussen ionkanalen en simpele gaten in het membraan?

Answer 42

Ion kanalen hebben ion selectiviteit, en simpele gaten niet. Verder zijn ion kanalen niet constant open en simpele gaten wel.

Question 43

Wat is een voordeel van ionkanalen t.o.v. transporters?

Answer 43

Ionkanalen hebben een grotere maximale transporthoeveelheid dan transporters, omdat zij geen conformatieverandering hoeven te ondergaan voor elk ion dat passeert.

Question 44

Answer 44