Neuron.

Presentatie over: "Neuron."— Transcript van de presentatie:

1 Neuron

2 Ion concentraties (mM)
K+ Na+ Cl- Ca2+ inside 140 10 4 0.0002 outside 145 110 2 Ev.Pot. (mV) -90 +67 -83 +116

3 Evenwichtpotentiaal voor calcium
+120 mV ECa +70 mV ENa 0 mV calcium ion: z = +2 Vrust -80 mV -90 mV EK

4 Synaps ligand gestuurd kanaal

5 Neuraal netwerk

6 ElectroEncephaloGram
+ -

7 Hodgkin-Huxley model Vext Vint

8 Model van ionkanaal Nernst vergelijking
Ionstroom is afhankelijk van conductance en driving force Conductance gion is conductance per kanaal (γ) × aantal kanalen (N) × kans dat kanaal open is (p) Maximum conductance: Gion = γ × N

9 Dynamica van ionkanaal
αp is opening rate βp is closing rate Steady-state: openen en sluiten van kanalen is in evenwicht Oplossing van differentiaalvergelijking met τp de tijdconstante

10 Hodgkin-Huxley vergelijkingen
Cm: membraancapaciteit GNa, GK, GL: maximum conductances INa, IK, IL VNa, VK, VL: evenwichtspotentialen INa, IK, IL m,h: gating variables voor INa n: gating variable voor IK

11 Nobel prize 1963 Sir Alan Lloyd Hodgkin Sir Andrew Huxley

12 Hodgkin & Huxley experiments
Giant squid neuron

13 Hodgkin-Huxley vergelijkingen
Potentiaal V representeert de afwijking van de rustpotential, dus Vmem = Vrest + V Steady-state waarde en tijdconstante van gating variabelen worden bepaald m.b.v. voltage-clamp technieken Opening rate αp en closing rate βp zijn afhankelijk van V en worden bepaald door te fitten op experimentele data

14 Hodgkin-Huxley: gating variabelen
m,h,n [-] Potentiaal [mV]

15 Hodgkin-Huxley: tijdconstanten
Potentiaal [mV]

16 Hodgkin-Huxley: actiepotentiaal
Tijd [ms]

17 Hodgkin-Huxley: ionstromen
Tijd [ms]

18 Hodgkin-Huxley: gating variabelen
Tijd [ms]

19 Hodgkin-Huxley: actiepotentialen
Tijd [ms]

20 Hodgkin-Huxley: prikkelvoortgeleiding
Potentiaal [mV] Tijd [ms]

21 Actiepotentiaal van hartcel
Snelle natriumstroom INa depolarisatie Langzame calcium stroom ICa plateau Langzame kalium stroom IK repolarisatie S. Nattel, Nature 2002;415:

22 Actiepotentiaal ventrikel
ENa EK 3 msec Actiepotentiaal ventrikel ECa ENa upstroke plateau repolarisatie +20 mV +20 mV Ca-instroom en K-uitstroom K-uitstroom Na-instroom -90 mV EK 100 msec (RMP)

23 Hartspiercel

24 Ion concentraties (mM)
K+ Na+ Cl- Ca2+ inside 140 10 4 0.0002 outside 145 110 2 Ev.Pot. (mV) -90 +67 -83 +116

25 Evenwichtpotentiaal voor calcium
+120 mV ECa +70 mV ENa 0 mV calcium ion: z = +2 Vrust -80 mV -90 mV EK

26 Ca2+ calcium en contractie Collee 5 + Calcium Induced Calcium Release
Force (nN) 100 msec Collee 5

27 Ionstromen inwaarts/ depolariserend uitwaarts/ repolariserend

28 Geleidingssysteem van het hart
sinusknoop linkerboezem rechterboezem AV knoop bundel van His rechterkamer bundelvertakkingen linkerkamer Purkinje systeem

29 Prikkelvoortgeleiding in het hart
linkerboezem sinusknoop bundel van His rechterboezem bundelvertakkingen AV knoop linkerkamer Purkinje systeem rechterkamer

30 Prikkelvoortgeleiding in het hart
Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

31 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

32 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

33 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems AV knoop Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

34 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems AV knoop bundel van His Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

35 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

36 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Purkinje systeem Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

37 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Purkinje systeem kamers (endocard) Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

38 Prikkelvoortgeleiding in het hart
sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Purkinje systeem kamers (endocard) kamers (epicard) Electrocardiogram (ECG) College 5 8E020 Inleiding Meten tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995

39 Gap junctions College 5

40 grotere deeltjes kleine ionen Gap junctions

41 - - - - - - Voortgeleiding + + + + + + sterke koppeling
zwakke koppeling

42 Excitability recovered
Refractaire periode +20mv Excitability recovered threshold -90mv Inexcitable Period 250 ms

43 Hartspiercel

44 Nobel prize 1963 Sir Alan Lloyd Hodgkin Sir Andrew Huxley