[home] [inhoud animaties bovenbouw] [inhoud onderbouw]

 

Samenvatting examenstof biologie (CE)

VWO

Centraal examen

Subdomein B4 - Zelfregulatie van het organisme

B4.3 Neurale regulatie

Eindterm subdomein B4

De kandidaat kan met behulp van de concepten homeostase, hormonale regulatie en neurale regulatie ten minste in contexten op het gebied van sport en voeding verklaren op welke wijze zelfregulatie bij eukaryoten verloopt en beargumenteren op welke wijze daarin stoornissen kunnen ontstaan en op welke wijze deze kunnen worden aangepakt.

Subdomein B4.3

Je kunt in een context:

  1. de bouw en werking van het zenuwstelsel en de signaalverwerking beschrijven;

  2. de werking van een regelkring in het zenuwstelsel uitleggen;

  3. het verband beschrijven tussen de werking van het zenuwstelsel en het functioneren van een organisme;

  4. de relatie tussen het zenuwstelsel en het zintuig-, spier- en hormoonstelsel toelichten.

Deelconcepten
centraal zenuwstelsel, perifeer zenuwstelsel, grote en kleine hersenen, centra in de hersenschors, witte stof, grijze stof, hersenstam, ruggenmerg, autonoom (vegetatief) zenuwstelsel, animaal zenuwstelsel, ortho- en parasympatisch, sensorische, schakel- en motorische neuronen, cellen van Schwann, myelineschede, synaps, Na/K-pomp, impulsgeleiding, saltatoire geleiding, reflexboog, neurotransmitter, rustpotentiaal, actiepotentiaal, prikkeldrempel, refractaire periode, exciterend, inhiberend, prikkels, mechanische, chemische, temperatuur-, licht-, tast- en pijnreceptoren.
Bouw zenuwstelsel

Overzicht zenuwstelsel

Indeling op grond van ligging

  • Centraal zenuwstelsel
    • Hersenen
      • Grote hersenen
      • Kleine hersenen
      • Hersenstam
    • Ruggenmerg

  • Perifeer zenuwstelsel (= "aan de buitenkant")
    • Zenuwen
      Bevatten uitlopers van zenuwcellen.
      • Sensorische zenuwcel
      • Motorische zenuwcellen

Indeling op grond van werking

  • Animale zenuwstelsel
    • Regelt vooral de bewuste reacties en de reflexen.
      • Betrokken zijn zintuigen en skeletspieren.
      • Staat onder invloed van de wil.
      • Regelt bewuste activiteiten.
        • Bewegingen
      • Centra liggen voornamelijk in grote hersenen

  • Autonoom zenuwstelsel
    • Regelt vooral de werking van de inwendige organen.
      • Staat niet onder invloed van de wil.
        Voor onbewuste functies
      • Verantwoordelijk voor werking en coördinatie van inwendige organen.
        o.a.
        • hartslag
        • spijsvertering
      • Centra liggen in de hersenstam.
Centraal zenuwstelsel

Bouw: Gebruik Binas of Biodata

Zenuwstelsel

Centraal zenuwstelsel bestaat uit

  • Grote hersenen
    • Bevatten
      • Schakelcellen
      • Cellichamen liggen in de schors (grijze stof aan de buitenkant).
      • Uitlopers liggen in het merg (witte stof in het binnenste deel).
    • Cellichamen van motorische en sensorische zenuwcellen
    • Functie
    • Verwerking van waarnemingen.
      • Impulsen uit zintuigen komen via uitlopers van sensorische zenuwen binnen in zintuigcentra (sensorische centra).
      • Vanuit bewegingscentra (motorische centra) gaan impulsen via motorische zenuwcellen naar spieren.
      • Verbindingen tussen de verschillende onderdelen worden verzorgd door schakelcellen.
    • Opwekken van impulsen o.a. in
      • bewegingscentra.
    • Bewustzijn, geheugen, wil, denken.
  • Kleine hersenen
    • Coördinatie van spierbewegingen.
  • Hersenstam
    • Is voortzetting van ruggenmerg.
    • Bevat centra van autonome zenuwstelsel.
      o.a. voor:
      • ademhaling.
      • lichaamstemperatuur.
    • Aantal reflexen verloopt via hersenstam.
      o.a.
      • pupilreflex
  • Ruggenmerg
    • In wervelkolom.
    • Bevat cellichamen van motorische zenuwcellen en schakelcellen (in grijze stof).
    • Cellichamen van sensorische zenuwcellen zitten in verdikking aan de rugkant
    • Reflexen (vanaf de hals) verlopen via ruggenmerg.
    • Schakelcellen geven impulsen van en naar de hersenen door.
Autonoom zenuwstelsel

Gebruik Binas of Biodata

Autonoom zenuwstelsel

  • Bestaat uit:
    • orthosympatisch deel en parasympatisch deel.
    • Naar ieder orgaan (doelwitorgaan) gaat een orthosympatische zenuw én een parasympatische zenuw (dubbele innervatie)
    • Deze hebben een tegengestelde (antagonistische) werking.
    • Autonome zenuwstelsel werkt samen met het endocriene stelsel (hormoonstelsel).
  • Functie orthosympatisch zenuwstelsel
    Gebruik Binas of Biodata
    • Stimuleert organen die met activiteit te maken hebben.
      o.a.
      • Versnelling ademhaling
      • Versnelling hartslag
      • Verhoging dissimilatie (om energie vrij te maken)
    • Remt (vertraagt) spijsvertering.
  • Functie parasympatisch zenuwstelsel
    Gebruik Binas of Biodata
    • Stimuleert spijsvertering.
    • Remt (vertraagt) hartslag en ademhaling.
Zenuwcel (neuron)

Bouw
Gebruik Binas of Biodata

Zenuwcel bestaat uit:

  • Cellichaam
    • Hierin zit de kern
  • Uitlopers
    • Met myelineschede.
        • Myelineschede bestaat uit gliacellen, de cellen van Schwann.
        • Tussen twee opeenvolgende cellen van Schwann zit een onderbreking, een insnoering.
          • Snelle impulsgeleiding (sprongsgewijs - saltatoire impulsgeleiding).
      • Lange uitlopers vanuit de zintuigen en naar de spieren
    • Zonder myelineschede.
      • Langzamere impulsgeleiding.
      • Contacten met andere zenuwcellen in centraal zenuwstelsel.
  • Synapsen
    • Contactplaats met andere zenuwcel.
  • Motorische eindplaatjes
    • Alleen bij motorische cellen.
    • Impuls wordt overgedragen op spiercellen.

Typen zenuwcellen

  • Schakelcellen
    • Komen (vrijwel alleen) in het centrale zenuwstelsel voor.
      • Zowel cellichamen als uitlopers maakt contact met andere zenuwcellen.
    • Er zijn:
      • stimulerende schakelcellen
        • met exciterende neurotransmitters.
      • remmende schakelcellen
        • met inhiberende neurotransmitters.
  • Sensorische zenuwcellen (gevoelszenuwcel)
    • Cellichamen in een verdikking (spinaal ganglion) aan de rugkant van het ruggenmerg.
    • Eén lange uitloper.
      • Hierin lopen de impulsen van zintuig naar centraal zenuwstelsel (ruggenmerg of hersenen.
    • Korte uitlopers:
      • geven impulsen door aan schakelcellen of motorische zenuwcellen.
  • Motorische zenuwcellen (bewegingszenuwcel)
    • Cellichamen liggen in het centrale zenuwstelsel
    • Eén lange uitloper
      • Hierin lopen de impulsen van centraal zenuwstelsel naar spieren (of klieren).
    • Korte uitlopers:
      • ontvangen impulsen van schakelcellen of sensorische zenuwcellen.
Werking zenuwcel

Gebruik Binas of Biodata

Werking zenuwcel

Rustpotentiaal

  • Concentratie K+ -ionen in de cel is hoger dan buiten.
  • Concentratie Na+- ionen buiten de cel is hoger dan binnen.
  • In de cel relatief veel negatief geladen eiwitmoleculen en weinig Cl-- ionen.
  • Buiten de cel veel Cl--ionen en weinig negatief geladen eiwitmoleculen.

  • Effect
    • Binnenkant is negatief en buitenkant positief geladen.
      • Er is een potentiaalverschil.
  • Situatie wordt gehandhaafd door de Na/K-pomp .
    • Enzymatische pomp
      • Energie uit ATP
        • Werkt actief Na+-ionen de cel uit.
        • Brengt K+-ionen de cel in.
    • Het handhaven van de rustpotentiaal kost dus energie.

Actiepotentiaal - impuls

  • Plaatselijke omkering van het membraanpotentiaal.
  • Ontstaat als prikkel sterk genoeg is - boven de prikkeldrempel.
  • Zenuwcel heeft na ieder actiepotentiaal een korte herstelperiode nodig;
    • kan dan niet geprikkeld worden.
  • Sterkte is altijd gelijk - "alles of niets".
  • Bij sterkere prikkel ontstaan meer actiepotentialen per tijdeenheid.
    • De impulsfrequentie neemt toe.

Ontstaan actiepotentiaal

  • De doorlaatbaarheid van het membraan verandert
    onder invloed van
    • geprikkelde zintuigcel.
    • stimulerende neurotransmitter in een synaps
      • Kan ook "kunstmatig":
        • door mechanische prikkel, chemische prikkel, stroomstootjes.
  • Na+- ionen diffunderen de cel in --> depolarisatie van het membraan.
    • Het potentiaalverschil wordt minder.
    • Als drempelwaarde wordt bereikt:
      • Na-kanaaltjes open.
        • Nog meer Na+ naar binnen
        • Verdere depolarisatie.
          • Ompoling: omkering potentiaalverschil ten opzichte van de rustpotentiaal.
  • Impuls ontstaat.
    • Elektrisch stroompje tussen het omgepoolde deel celmembraan en de stukjes membraan ter weerszijden.
    • Stroompjes zorgen daar voor ontstaan van een actiepotentiaal.
      • Actiepotentialen ontstaan dus steeds opnieuw.
    • De meeste impulsen leiden niet tot bewustwording.
      • Hersenen selecteren
        • Alleen belangrijke verandering in omgeving leidt tot waarneming (en eventueel reactie).
      • Impulsfrequentie neemt af als bepaalde prikkel lang aanhoudt.
        • gewenning.

Repolarisatie - herstel van de rustpotentiaal - herstelfase

  • Na+-ionen worden weer naar buiten en K+-ionen weer naar binnen gepompt.
  • Tijdens de herstelfase is celmembraan ongevoelig voor prikkels.
    • Refractaire periode
      • Absolute refractaire periode
        • Er kan geen nieuwe impuls ontstaan, hoe sterk de prikkel ook is.
      • Relatieve refractaire periode
        • Er kan wel prikkel ontstaan als de prikkel sterker is dan "normaal".

Synaps

  • Verbreed deel aan einde van uitloper van zenuwcel.
  • Impulsoverdracht op andere zenuwcellen.
  • Er kunnen maar in één richting impulsen doorgegeven worden.
  • Tussen de twee zenuwcellen zit een synapsspleet
    • Impuls --> neurotransmitter uit synaps komt in de spleet terecht.
      • Concentratie is afhankelijk van impulsfrequentie.
    • Twee typen neurotransmitters
      • Stimulerend (exciterend).
        • Zorgen voor afname van het potentiaalverschil (depolarisatie).
      • Remmend (inhiberend).
        • Zorgen voor toename van het potentiaalverschil.
  • Op het membraan van de volgende zenuwcel (postsynaptische membraan) ontstaat een actiepotentiaal als:
    • meer stimulerende dan remmende neurotransmitters vrijkomen uit de synapsen van verschillende neuronen die met de zenuwcel in verbinding staan.

Invloed genotmiddelen en geneesmiddelen

  • Deze kunnen impulsoverdracht in synapsen beïnvloeden.
    • De snelheid van afbraak van neurotransmitters in de synapsspleet beïnvloed wordt.
    • De aanmaak van neurotransmitter verandert.
    • Bepaalde stoffen een structuur hebben die lijkt op een neurotransmitter.
      • Hechten daardoor op receptoren van postsynaptische membraan.
  • Voorbeelden
    • Alcohol
      • Waarnemingsvermogen en reactievermogen wordt aanzienlijk minder.
        • Sensorische en motorische impulsgeleiding wordt geremd.
        • Impulsoverdracht in bepaalde synapsen in de hersenen vermindert.
    • Morfine
      • Verhindert de impulsoverdracht in bepaalde synapsen.
        • Impulsen die in de hersenen pijngewaarwording veroorzaken kunnen niet ontstaan.
    • Nicotine
      • Stimuleert de impulsoverdracht in bepaalde synapsen.

  • Er kan gewenning optreden.
    • Steeds meer stof nodig om hetzelfde effect te bereiken.
Reflexen

Gebruik Binas of Biodata

Reflex

  • Snelle (automatische) reactie op een bepaalde prikkel
    • Treedt onwillekeurig op.
    • Verloopt snel
      • Impuls wordt direct (via schakelcellen) doorgeschakeld van sensorische --> motorische zenuwcel
      • Gaat niet eerst naar hersenen.
    • Deel worden we ons niet van bewust.
      Bijvoorbeeld      :
      • pupilreflex;
      • reflex van de maagportier.
    • Deel merken we wel
      • Kan onderdrukt worden als je hem verwacht.
        Bijvoorbeeld:
        • kniepeesreflex.
  • Reflexen zijn belangrijk:
    • bij lichaamshouding.
    • als bescherming.
      • Snelle reactie op gevaarlijke situatie.
        Bijvoorbeeld als je per ongeluk iets heets aanraakt        .
    • bij bewegingen.
      • Coördinatie van spieren.
        Bijvoorbeeld bij lopen en fietsen        .
        • De werking van de antagonisten wordt reflexmatig geregeld.

Reflexboog

  • De weg die impulsen bij een reflex afleggen.
    • Zintuig --> sensorische zenuw --> centraal zenuwstelsel --> schakelcel --> motorische zenuwcel --> spier of klier.
      • Reflexen in het hoofd gaan via de hersenen.
        Bijvoorbeeld:
      • Reflexen in de rest van het lichaam verlopen via het ruggenmerg.
        Bijvoorbeeld:
Zintuigen (receptoren)

Zintuig

  • Bevat zintuigcellen (receptoren)
  • Neemt informatie (prikkels) uit de omgeving waar.
  • Prikkels worden omgezet in impulsen.
    • Elektrische stroompjes
  • Impuls ontstaat alleen als:
    • prikkel sterk genoeg is;
    • lang genoeg duurt;
    • boven een bepaalde prikkeldrempel (drempelwaarde) ligt.
      • Prikkeldrempel is minimale prikkelsterkte nodig om impuls (actiepotentiaal) te laten ontstaan.
        • Als prikkelsterkte onder de prikkeldrempel ligt --> er ontstaat geen impuls.
        • Verhoging prikkeldrempel:
            • na voorafgaande sterke prikkel;
            • na lang aanhouden van één bepaalde prikkel.
          • Sterkere prikkel nodig om impuls te laten ontstaan.
  • Impulsen worden door de sensorische zenuwcellen doorgegeven aan het centraal zenuwstelsel.
    • De sterkte van de impuls is altijd hetzelfde.
    • Het aantal impulsen per tijdseenheid (impulsfrequentie) hangt af van de sterkte van de prikkel.
      • Hogere impulsfrequentie bij een sterkere prikkel.

Prikkels

  • Veranderingen in het milieu.
    • Uitwendige prikkel
      • Verandering in de omgeving.
      • Waargenomen door 'uitwendige' zintuigen.
      • Communicatie verloopt volledig via het animale zenuwstelsel.
        • Impulsen worden verwerkt in centra hersenen.
          • Pas dan bewust van waarneming.
    • Inwendige prikkel
      • Verandering in inwendige milieu.
      • Waargenomen door inwendige zintuigen.
        • Worden gebruikt bij het in evenwicht houden van alle functies in het lichaam.
          Bijvoorbeeld
          • temperatuur;
          • zuurgraad;
          • bloeddruk;
          • ademhaling.
      • Communicatie verloopt deels via het autonome zenuwstelsel en de hormonen.

  • Adequate prikkel
    • Prikkel waarvoor een bepaald zintuig gespecialiseerd is

Typen receptoren

  • Mechanoreceptoren (mechanische receptoren)
    • Gevoelig voor aanraking, druk, beweging, geluid, zwaartekracht.
    • Bijvoorbeeld:
      • tastreceptoren en drukreceptoren in de huid;
      • gehoorreceptoren en evenwichtsreceptoren in het oor.
        • Deze hebben fijne haartjes op het membraan.
    • Er ontstaat een impuls als het membraan van de zenuwcel buigt of uitrekt.

  • Chemoreceptoren (chemische receptoren)
    • Kunnen bepaalde moleculen uit de omgeving binden
    • Bijvoorbeeld:
      • smaakreceptoren op de tong binden opgeloste stoffen;
      • reukreceptoren in de neus binden stoffen uit de lucht;
      • receptoren in halsslagaders en aorta die CO2-gehalte, O2-gehalte en pH van het bloed meten.

  • Temperatuurreceptoren
    • Receptoren in de huid nemen temperatuursveranderingen van de omgeving waar.
      • verlaging temperatuur --> koudezintuigen.
      • verhoging temperatuur --> warmtezintuigen.
    • Receptoren in hersencentra meten de lichaamstemperatuur.
  • Pijnreceptoren
    • Zenuwuiteinden die pijn aangeven.

  • Lichtreceptoren
    • Gevoelig voor licht
      • Staafjes en kegeltjes in het oog.
Regelkring

Regelkring voor handhaven bepaalde normwaarde
bestaat uit:

  • sensoren (zintuigcellen);
    • Meten een verandering in het interne of externe milieu.
      Bijvoorbeeld:
      • CO2- gehalte van het bloed;
      • temperatuur.
  • sensorische zenuwcellen;
    • Geven impulsen doorgeven aan controlecentrum in de hersenen.
  • controlecentrum;
    • Hier wordt waarneming vergeleken met een interne norm.
      • Dat is de normaalwaarde voor die bepaalde factor.
  • motorische zenuwcellen of hormonen;
    • Bij verschil met de interne norm
      • Motorische zenuwcellen of hormonen geven informatie door vanuit naar betreffende spier(en) of klier;.
      • Reactie leidt tot opheffen of vermindering van het verschil met de norm
        of
        zet andere regelkring in gang waardoor een nieuw evenwicht ontstaat.
      • Nieuwe waarde wordt door sensoren geregistreerd en teruggekoppeld naar het centrale zenuwstelsel.
        • Opnieuw vergelijken, corrigeren, enzovoort.
        • Bijsturen van het proces door negatieve feedback.
  • spier(en) of klier die sneller of langzamer moet gaan werken.

Regelkringen spelen o.a. een rol bij:

  • regeling bloeddruk;
  • CO2-gehalte van het bloed;
  • regeling glucosegehalte van het bloed;
  • constant houden van osmotische waarde van het bloed;
  • constant houden van lichaamstemperatuur.


bioplek terug

© 2017 scholte/marree-bioplek.org