De Meetcyclus Control en/of Feedback Object Signaal Meting Analyse Informatie

De Meetcyclus: cardiofitness Tempo aanpassen Hart Electrische potentiaal ECG Fourier analyse Hartslag

Cell Modeling - historie Hodgkin-Huxley(1952) Luo-Rudy I model (1991) Luo-Rudy II Model (1994) Courtemanche (1998) Vincent Jacquemet, A biophysical model of atrial fibrillation

Ionkanalen Ionkanaal: Trans-membraan eiwit dat in een ‘open’ of ‘gesloten’ toestand kan verkeren. In open toestand wordt een bepaald type van kleine geladen deeltjes (ionen) doorgelaten.

Weerstand en capaciteit buiten + + + + + + + + - - - - - - - - binnen Electrisch: Wet van Ohm: V = I • R RM CM

Passieve eigenschappen van een axon stroom I spanning V Ri Rm Cm Re

Actiepotentiaal +10 mV ? 3 msec Vm -70 mV Istim

Deeltjes in oplossing BEGIN

Deeltjes in oplossing EVENWICHT

Brownse beweging

Semi-permeabel membraan BEGIN

Semi-permeabel membraan EVENWICHT

Twee soorten deeltjes BEGIN

Twee soorten deeltjes EVENWICHT

Electro-chemisch evenwicht + - EVENWICHT + BEGIN -

Electro-chemisch evenwicht - + X+ X+ Y- Y- A B chemische gradiënt electrische gradiënt

Nernst vergelijking College 5 Evenwichts potentiaal gasconstante valentie temperatuur const. v Faraday gasconstante Evenwichts potentiaal voor ion X conc. X in A in B + - A B X+ Y- College 5

Ion concentraties (mM) K+ Na+ Cl- inside 140 10 4 outside 145 110 Evenwichtspotentiaal (mV) -90 +67 -83

Natrium – kalium pomp 2 K+ 3 Na+ buiten binnen ATP ADP + Pi

Diagram +70 mV ENa 0 mV depolarisatie Vrust -80 mV -90 mV EK hyperpolarisatie

V = I • R G = 1/R Stroom totaal aantal open kanalen ‘drijvende kracht’ stroom van ion X evenwichts potentiaal voor ion X membraan geleidbaarheid

Stroom +70 mV ENa 0 mV Vrust -80 mV -90 mV EK

Ionkanalen Ionkanaal: ‘gating’ Trans-membraan eiwit dat in een ‘open’ of ‘gesloten’ toestand kan verkeren. In open toestand wordt een bepaald type van kleine geladen deeltjes (ionen) doorgelaten. buiten ‘gating’ binnen

Kanaal vs. pomp vs. exchanger Beweging ionen gaat altijd met de electrochemische gradient mee, passief. bv. Cl- kanaal Pomp Ionen worden tegen de electrochemische gradient ingepompt, onder verbruik van energie (ATP). bv. Ca2+ ATPase Exchanger Maakt gebruik van de (energie in de) electrochemische gradient om een ander ion tegen zijn electrochemische gradient in te bewegen. bv. Na+H+ exchanger

Verschillende typen ionkanalen enz Neurotransmitter gestuurd Voltage afhankelijk 2nd messenger gestuurd

Voltage afhankelijk kanaal College 5 8E020 Inleiding Meten

Kalium kanaal van een axon dep. hyp. activatie-gate

Negatieve feedback + depolarisatie K+ kanalen open -

Natrium kanaal van een axon dep. hyp. activatie-gate inactivatie-gate dep. hyp. dep. hyp. dep. hyp.

Positieve feedback + depolarisatie Na+ kanalen open +

Axon actiepotentiaal repolarisatie upstroke rest membrane potential RMP hyperpolarisatie 3 msec

GNa en GK Natrium kanaal Vm 3 msec Kalium kanaal GNa GK ENa EK dep. hyp. Kalium kanaal GNa dep. hyp. GK

Single Channels Na kanaal K kanaal

Neuron