De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

1 College 3: het Hodgkin-Huxley model: AP generatie en AP voortgeleiding.

Verwante presentaties


Presentatie over: "1 College 3: het Hodgkin-Huxley model: AP generatie en AP voortgeleiding."— Transcript van de presentatie:

1 1 College 3: het Hodgkin-Huxley model: AP generatie en AP voortgeleiding

2 2 Het model van Hodgkin en Huxley voor het axon (met alleen Na en K ionen) Passieve membraan capaciteit Passieve membraan (lek-)weerstand Actieve Na geleiding (V,t-afh) Actieve K geleiding (V,t-afh)

3 3 L R R a Intra-axiale weerstand: Transmembraan lekweerstand: Membraancapaciteit: Het Passieve Membraan CmCm RmRm RaRa binnen buiten

4 4 CmCm R m (λ a ) R a (λ a ) binnen buiten Als R m =R a is de spanning gehalveerd: de “halfwaardelengte” (komt nog terug) VV/2

5 5 Voltageclamp: de originele studies van Katz/Hodgin/Huxley tonen een kortdurende potentiaalafhankelijke inwaartse stroom en een langzamere uitwaartse stroom. Depolarisatie: korte inwaartse stroom, gevolgd door langzame uitwaartse stroom De korte inwaartse stroom, wordt gegenereerd door Na+ ionen! Na+ stroom verdwijnt bij evenwichtspotentiaal voor Na+ Totale stroom is som van in-uitwaartse Na+ en uitwaartse K+ stromen Na+-evenwicht

6 6 Tijdens de AP: De Na en K geleidingen hebben een sterk verschillende dynamica: g Na is snel en transient, g K is veel trager (+ delay) en monotoon Uit de (I,V) metingen volgen de Na en K geleidingen tijdens de AP:

7 7 Model voor de K+ geleiding:

8 8 De eiwitstructuur van het K+ kanaal. K+ kanaal open (L) en dicht (R) K+ ion

9 9 Model voor de Na+ geleiding: activatie inactivatie activatie

10 10 Meting van de inactivatie van de Na+ stroom (de h-functie): De piek van de Na-stroom neemt af als pre-pulse op membraan spanning toeneemt (d.w.z.: inactivatie neemt toe). N.b.: de evenwichtswaarde 1-h ∞ neemt toe met V. Sterkste Na-instroom 50 ms pre-pulses op -75, -67.5, -60 mV)

11 11 De structuur van het Na+ kanaal: een eiwit met vier alpha-subunits

12 12 A very simplified and idealized cartoon of three of the four S4 segments and the inactivating particle of the sodium channel. The channel only conducts when the 3 S4 segments are in the unblocked (up) position and the inactivating particle is out the mouth of the channel. In the resting state, the membrane potential is negative inside and the S4 segments are in the down position, making the channel non-conductive. The inactivating particle has little or no affinity for the mouth of the channel when all S4 segments are down. A positive pulse pushes the positively charged S4 segments up, and the channel will conduct when all three go to the up position, while the inactivating particle remains in the unblocking position (activation). Inactivatie-deel Activatie-deel

13 13 Nogmaals: de verschillende activatiefuncties voor het Squid Axon (datafit):

14 14 Stroomwet van Kirchhoff:

15 15 Actiepotentiaal als oplossing van de HH-vergelijkingen

16 16 HH model kan AP n van verschillende neuronen verklaren

17 17 Voortplanting van een AP langs het axon: de kabelvergelijking Mét myeline is de voortplantingssnelheid veel groter dan zónder myeline. Waardoor komt dit?

18 18 CmCm R m (λ a ) R a (λ a ) binnen buiten Als R m =R a is de spanning gehalveerd: de “karakteristieke lengte” VV/2 Een tweede karakteristieke grootheid is de membraan tijdsconstante: (in s: s) Terug naar het model voor het PASSIEF membraan (constante geleidingen):

19 19 Een preciezer kabelmodel van het passieve (R-C) axon: Intra-axiale vloeistof en transmembrane kanalen vormen een spanningsdeler Membraan vormt tevens een capaciteit en rustspanning We gebruiken de Wetten van Kirchhoff: R ≡ r a ⋅ ∆x

20 20 We beschouwen een stukje axon met lengte Δx: Ofwel:

21 21 Kirchhoff’s stroomwet: Membraanstroom: Met extra injectie: De Kabelvergelijking wordt dan (werkcollege, opgave 5):

22 22 Oplossing van de kabelvergelijking bij een constante injectiestroom op x=0:

23 23

24 24 Stimulatie (stroominjectie) boven de drempel: actief axon, actiepotentialen

25 25 De actiepotentialen lopen beide richtingen op en ontstaan op karakteristieke afstanden van elkaar en tijdstippen ná elkaar: De AP wordt onvervormd doorgegeven, de amplitude blijft gelijk.

26 26 Typische voortplantingssnelheid: v = karakteristieke afstand/karakteristieke duur Typische waarde voor zoogdieraxon: v=1-2 m/s Dit is veel te traag voor snelle responsies van bijv. de spieren

27 27 Myeline leidt tot een aanzienlijke snelheidsverhoging: Twee factoren: - isolatie (Na-K kanalen geblokkeerd) - verhoogde passieve snelheid (WC opg 6)

28 28

29 29 WERKCOLLEGE: OPGAVEN: 1, 2, 4, 5, 6 op pags


Download ppt "1 College 3: het Hodgkin-Huxley model: AP generatie en AP voortgeleiding."

Verwante presentaties


Ads door Google