DOCENT: A. SEWSAHAI VWO KLASSE 6

DOCENT: A. SEWSAHAI VWO KLASSE 6 HENRY N. HASSANKHAN SCHOLENGEMEENSCHAP LELYDORP [HHS-SGL] ARTHUR A. HOOGENDOORN ATHENEUM - VRIJE ATHENEUM - AAHA

De student moet:  de bouw en functies van het zenuwstelsel kunnen beschrijven  de functies en kenmerken van de delen van een zenuwcel (neuron) kunnen noemen

 moet drie typen zenuwcellen kunnen noemen met hun functies en kenmerken  kunnen omschrijven wat een zenuw is en drie typen zenuwen kunnen noemen met hun kenmerken  kunnen beschrijven hoe impulsgeleiding plaatsvindt en wat er gebeurt bij kunstmatige prikkeling van een zenuwcel

de functies en kenmerken kunnen noemen van het ruggenmerg

de functies en kenmerken van de delen van de hersenen kunnen noemen de functies van reflexen kunnen noemen en je moet een reflexboog kunnen beschrijven de functies van de delen van het autonome zenuwstelsel kunnen noemen de kenmerken van hormonen kunnen beschrijven en met behulp van gegevens de werking van de hypofyse, de schildklier, de eilandjes van Langerhans en de bijnieren kunnen beschrijven 6V: blz. 137 t/m 205 4V: blz. 164 t/m 178 6V: blz. 204 t/m 214; 224 t/m 229; 249 t/m 251

Zenuwstelsel  Vervoer via zenuwen  Werkt snel, maar kortdurig Hormoonstelsel • Hormonen via bloed • Werkt langzaam, maar langdurig effect

Indeling op basis van ligging:

Centrale zenuwstelsel (CZ):  Grote hersenen  Kleine hersenen  Hersenstam  Ruggenmerg Perifere zenuwstelsel:  Zenuwen (motorische en sensorische)

Indeling op basis van functie:

– het animale zenuwstelsel: regelt vooral gewilde bewegingen (bewuste reacties) en reflexen; – het autonome zenuwstelsel: regelt vooral de werking van inwendige organen. Werking van het zenuwstelsel:

In zintuigcellen (receptoren) ontstaan impulsen onder invloed van prikkels. (Een prikkel is een invloed uit het milieu op een organisme.) – Zenuwcellen (conductoren) geleiden impulsen naar het centrale zenuwstelsel, verwerken deze in het centrale zenuwstelsel en geleiden impulsen vanaf het centrale zenuwstelsel. – Spieren of klieren (effectoren) reageren op de impulsen; de effectoren worden gestimuleerd of geremd. –

Prikkel Receptor (zintuig) impuls via conductor (zenuw) ruggemerg / hersenen impuls via conductor (zenuw) reactie door effector (spier of klier)

Prikkel = invloed uit de omgeving van een organisme Impuls = elektrisch signaal

Axon (Neuriet) = uitloper die impuls van cellichaam af geleidt Dendriet = uitloper die impuls naar cellichaam toe geleidt Uitlopers met myelineschede (mergschede) kunnen, i.v.m. sprongsgewijze impulsgeleiding, een impuls sneller geleiden, t.o.v. uitlopers die deze mergschede niet bevatten.

1. Sensorische neuron of gevoelszenuwcel - Van receptor naar CZ - 1 lange dendriet / 1 korte axon - Cellichaam ligt vlakbij CZ

Sensorische zenuwcel

schakelcel

2. Motorische neuron of bewegingszenuwcel - Van CZ naar effector - Meerdere korte dendrieten / 1 lange axon - Cellichamen in CZ 3. Schakel neuron of schakel cellen - Geleiden binnen het CZ

Motorische zenuwcel

Zenuwcellen liggen bij elkaar in zenuwen. Hier omheen ligt bindweefsel

1. Gevoelszenuw of sensorische zenuwen: alleen uitlopers van sensorische zenuwcellen

2. Bewegingszenuw of motorische zenuwen: alleen uitlopers van motorische zenuwcellen 3. Gemengde zenuwen: bevat beide

Multiple sclerose, meestal afgekort tot MS, is een aandoening van het centraal zenuwstelsel, waarbij de myelineschede die om veel zenuwvezels zit op sommige plaatsen volgens een willekeurig aandoend patroon pleksgewijs wordt aangetast door het immuunsysteem, waardoor bij de patiënt o.a. verlammingsverschijnselen kunnen ontstaan

Bij een zenuwcel ‘in rust’ heeft de binnenkant van het celmembraan een negatieve elektrische lading ten opzichte van de buitenkant (rustpotentiaal: -70millivolt m.a.g. ongelijke verdeling kalium –en natriumionen, wegens natriumkaliumpomp; natrium-kaliumpomp is een bepaald enzym in het celmembraan en de werking ervan vereist energie uit ATP) Impulsgeleiding: voortgeleiden van impulsen langs het celmembraan.  Rustfase • Actiefase: de binnenkant van het celmembraan krijgt gedurende heel korte tijd een positieve lading ten opzichte van de buitenkant. Hierna wordt de oorspronkelijke lading hersteld. • Herstelfase: het celmembraan kan na de actiefase gedurende korte tijd geen impulsen voortgeleiden. Sprongsgewijze impulsgeleiding: bij zenuwceluitlopers met een myelineschede ‘springen’ de impulsen van insnoering naar insnoering. Dit vergroot de impulsgeleidingssnelheid.

Impulsgeleiding Impuls = elektrisch stroompje • ontstaat als prikkel sterk genoeg is – boven de prikkeldrempel • impulssterkte is altijd gelijk • bij sterkere prikkel worden meer impulsen per tijdeenheid doorgegeven - de impulsfrequentie neemt toe • zenuwcel heeft na ieder impuls een korte herstelperiode nodig; kan dan niet geprikkeld worden • Impulsfrequentie neemt af als bepaalde prikkel lang aanhoudt (gewenning)

Action potential from a giant squid axon.

In response to the appropriate stimulus, the cell membrane of a nerve cell goes through a sequence of depolarization from its rest state followed by repolarization to that rest state. In the sequence, it actually reverses its normal polarity for a brief period before reestablishing the rest potential.

The above example of the squid action potential was patterned after a measured action potential shown in West's Medical Physics. The approximate time intervals shown were scaled from time markers on the experimental trace. The times seem to be very short.

The action potential sequence is essential for neural communication. The simplest action in response to thought requires many such action potentials for its communication and performance. For modeling the action potential for a human nerve cell, a nominal rest potential of -70 mV will be used. The process involves several steps: Action potential from a human.

A stimulus is received by the dendrites of a nerve cell. This causes the Na+ channels to open. If the opening is sufficient to drive the interior potential from -70 mV up to -55 mV, the process continues. 2. Having reached the action threshold, more Na+ channels (sometimes called voltage-gated channels) open. The Na+ influx drives the interior of the cell membrane up to about +30 mV. The process to this point is called depolarization. 3. The Na+ channels close and the K+ channels open. Since the K+ channels are much slower to open, the depolarization has time to be completed. Having both Na+ and K+ channels open at the same time would drive the system toward neutrality and prevent the creation of the action potential. 4. With the K+ channels open, the membrance begins to repolarize back toward its rest potential (K+ efflux ) 5. The repolarization typically overshoots the rest potential to about -90 mV. This is called hyperpolarization and would seem to be counterproductive, but it is actually important in the transmission of information. Hyperpolarization prevents the neuron from receiving another stimulus during this time, or at least raises the threshold for any new stimulus. Part of the importance of hyperpolarization is in preventing any stimulus already sent up an axon from triggering another action potential in the opposite direction (refractory period). Thus, hyperpolarization assures that the signal is proceeding in one direction. 6. After hyperpolarization, the Na+/K+ pump eventually brings the membrane back to its resting state of -70 mV . 1.

Impulsgeleiding myelineschede

Zenuwcel in rust  - lading aan binnenkant celmembraan Actiefase  binnenkant krijgt gedurende korte tijd + lading Herstelfase  celmembraan kan gedurende korte tijd geen impulsen geleiden Door myelineschede  sprongsgewijze impulsgeleiding

Impulsgeleiding

Impulsoverdracht: een synaps laat een impuls slechts in één richting door. –

–

Impulsgeleidingsrichting: receptoren -> conductoren -> effectoren. Bepaalde stoffen (o.a. geneesmiddelen en drugs) kunnen de impulsoverdracht beïnvloeden.

Kunstmatige prikkeling van een zenuwcel (bijv. door toedienen van een stroomstoot). – Bij kunstmatige prikkeling van een zenuwcel worden impulsen in twee richtingen voortgeleid. Prikkeling van een neuron: 1. Mechanisch

2. Chemisch

3. Electrisch

Synaps = contactplaats van zenuwcellen, waar impulsen chemisch worden doorgegeven

• Impuls komt aan via presynaptische cel. In reactie worden er synaptische blaasjes afgegeven aan de synaptische spleet. • De synaptische blaasjes bevatten transmitterstoffen w.o. acetylcholine, dopamine, noradrenaline, endorfines (enkefalines). • neurotransmitter vrij in synapsspleet • bij herkenning vindt impulsoverdracht plaats in de postsynaptische cel

 Stimulerend en remmend  Drugs en veel pijnstillers werken op dit systeem!

Remmend: morfine, alcohol, cannabis Stimulerend: nicotine, cocaine, XTC Leidt soms tot gewenning of verslaving

 Ook geneesmiddelen en drugs kunnen de impulsoverdracht in synapsen beinvloeden, doordat ze soms op de natuurlijke neurotransmitters ‘lijken’. Leg dit uit!  Neurotransmitters afkomstig van de presynaptisch membraan  depolarisatie (stimulerend effect)  permeabel effect postsynaptischmembraan voor natriumionen  influx natriumionen in postsynaptisch membraan  Neurotransmitters afkomstig van de presynaptisch membraan  hyperpolarisatie (inhiberend effect)  permeabel effect postsynaptischmembraan voor kaliumionen  efflux kaliumionen in postsynaptisch membraan

 Leg uit wat summatie is en de toepassing hiervan voor het al dan niet ontstaan van een actiepotentiaal  Afbeelding 19 / blz 151 ; effecten van enkele drugs goed doornemen  Tabel 1 / blz 213 / 6V

 Wat zijn exciterende transmittersstoffen? Wat zijn inhiberende transmitterstoffen? Leg uit wat saltatoire impulsgeleiding is

4

1 = tussenwervelschijf 2 = wervel 3 = ruggenmerg

4 = ruggenmergszenuw

Ruggenmerg Witte stof (schors)  uitlopers Grijze stof (merg)  cellichamen van schakelcellen en motorische zenuwcellen (= vlindervormig)

Zenuwknoop (spinale ganglia)  liggen sensorische zenuwcellen

 Aan de rugzijde komen gevoelszenuwen het ruggenmerg binnen. – Spinale ganglia (ruggenmergszenuwknopen) bevatten de cellichamen van sensorische zenuwcellen. • Aan de buikzijde verlaten bewegingszenuwen het ruggenmerg. • In de schors ligt de witte stof. – De witte stof bevat uitlopers van schakelcellen, die van en naar de hersenen lopen. • In het merg ligt de grijze stof (vlindervormig). – De grijze stof bevat cellichamen van schakelcellen (in het midden en aan de rugzijde) en cellichamen van motorische zenuwcellen (aan de buikzijde). • Functies van het ruggenmerg: – geleiden van impulsen van zenuwen in romp en ledematen naar de hersenen en omgekeerd; – geleiden van impulsen in reflexbogen van romp en ledematen.

Zenuwcellen in de hersenen

Wist je dat: – een mens 125 miljard hersencellen heeft? – een ongeboren kind elke minuut 250.000 nieuwe hersencellen aanmaakt, maar dat je er na de geboorte elke dag 100 kwijtraakt? – het aantal vertakkingen in de hersenen even groot is als het aantal takken in de bossen van het Amazone regenwoud?

– de hersenen twee procent van het lichaamsgewicht vormen, maar twintig procent van de energie verbruiken? – de hersenen drie tot vier liter bloed per minuut nodig hebben om ze van zuurstof te kunnen voorzien?

1 = Schors  grijze stof  cellichamen van schakelcellen

2 = Merg  witte stof  uitlopers van schakelcellen

Om de hersenen liggen drie hersenvliezen voor bescherming en bloedvoorziening

Grote hersenen Centrale groeve Hersenschors:

1)Sensorische centra: impulsen verwerken (+ bewustwording) 2)Motorische centra: ontstaan impulsen voor bewuste bewegingen Leg het verband uit tussen primair sensorisch centrum en secundair sensorisch centrum

Leg het verband uit tussen primair motorisch centrum en secundair motorisch centrum

Ledematen naar verhouding tot grootte gebied in sensorische hersencentra

Kleine hersenen

Coördinatie van alle bewegingen (o.a. evenwicht)

Hersenstam

hersenstam

• Is voortzetting van ruggenmerg • Bevat centra van autonome zenuwstelsel o.a. voor ademhaling, lichaamstemperatuur • Aantal reflexen verloopt via hersenstam o.a. pupilreflex Let op: via hersenstam worden impulsen van linkerlichaamshelft geleid naar de rechterhersenhelft.

Reflex

Reflex = snelle (onbewuste) reactie op bepaalde prikkel. (bv.: pupilreflex / kniepeesreflex / hoestreflex) Reflexen zijn belangrijk: - bij lichaamshouding - als bescherming (bv. als je per ongeluk iets heets aanraakt) - bij bewegingen / coördinatie van spieren (bv. bij lopen en fietsen)

Kniepeesreflex

Leg uit op welke manier de kniepeesreflex zich onderscheid van de andere reflexen Animatie Bioplek reflexboog Animatie Bioplek kniepeesreflex

 Grote hersenen. – Functie: het verwerken van impulsen afkomstig van receptoren en het regelen van gewilde bewegingen (bewuste reacties). – In de schors ligt de grijze stof: cellichamen van schakelcellen. – In het merg ligt de witte stof: uitlopers van schakelcellen. – Hersencentra: groepen cellichamen van schakelcellen in de hersenschors. – In sensorische centra (bijv. gehoorcentra, gezichtscentra) worden binnenkomende impulsen verwerkt. De plaats waar impulsen aankomen en worden verwerkt, bepaalt van welke prikkel je je bewust wordt. – In motorische centra (bijv. schrijfcentra, spreekcentra) ontstaan impulsen voor gewilde bewegingen. • Kleine hersenen. – Functie: het coördineren van bewegingen (o.a. het handhaven van het evenwicht). – In de schors ligt de grijze stof: cellichamen van schakelcellen. – In het merg ligt de witte stof: uitlopers van schakelcellen. • Hersenstam. – Functie: geleiden van impulsen van het ruggenmerg naar de grote en kleine hersenen en omgekeerd, van impulsen van zenuwen in hoofd en hals naar de grote en kleine hersenen en omgekeerd, en van impulsen in reflexbogen van hoofd en hals. – In de hersenstam kruisen impulsbanen elkaar: de impulsen van de linkerhelft van de hersenen gaan naar de rechterlichaamshelft en omgekeerd. – In de hersenstam bevinden zich centra die de activiteiten van het autonome zenuwstelsel coördineren.

 Reflex: een vaste, snelle, onbewuste reactie op een bepaalde prikkel. – De snelheid is vaak nodig om het lichaam te beschermen. – Reflexen hebben een functie bij het handhaven van bepaalde houdingen en bij bewegingen van het lichaam. • Reflexboog: de weg die impulsen afleggen bij een reflex. – Onder invloed van prikkels ontstaan in zintuigcellen impulsen. – Via sensorische zenuwcellen worden de impulsen geleid naar schakelcellen in het ruggenmerg of in de hersenstam. – Schakelcellen geleiden impulsen naar motorische zenuwencellen. – Bepaalde motorische zenuwcellen geleiden impulsen naar spieren, andere motorische zenuwcellen juist niet. – Bepaalde spieren trekken zich samen, andere ontspannen zich; er ontstaat een reflex. – De grote hersenen maken geen deel uit van de reflexbogen. Toch komen bij veel reflexen ook impulsen in de grote hersenen aan.

Zojuist hebben we het zenuwstelsel bestudeerd op basis van de criteria bouw; we gaan nu het zenuwstelsel bekijken op basis van de criteria functie

Het zenuwstelsel Indeling op grond van werking (functie) •Animale zenuwstelsel - staat onder invloed van de wil - verzorgd bewuste reacties en reflexen - centra liggen voornamelijk in grote hersenen •Autonome zenuwstelsel - staat niet onder invloed van de wil - voor onbewuste functies van organen - regelt allerlei lichaamsfuncties o.a.hartslag, spijsvertering,ademhaling, nieren etc - centra in hersenstam

Hormoonstelsel veel invloed op

Autonome zenuwstelsel Bestaat uit: 1) orthosympatisch deel 2) parasympatisch deel Naar ieder orgaan (doelwitorgaan) gaat een orthosympatische zenuw en een parasympatische zenuw (= dubbele innervatie) Deze hebben een tegengestelde werking

Orthosympatisch zenuwstelsel Stimuleert organen die met activiteit te maken hebben + versnelling ademhaling + versnelling hartslag + verhoging dissimilatie (verbranding om energie vrij te maken) - remt (vertraagt) spijsvertering

Orthosympatische deel wordt vanuit het ruggenmerg (4) via de grensstrengen (5) naar de organen geleid. Zowel links als rechts v.d. wervelkolom liggen deze ganglia

Parasympatisch zenuwstelsel + stimuleert spijsverteringsorganen + bevordert assimilatie (vormen organische stoffen voor opbouw lichaam)  voor rust en herstel lijf - remt (vertraagt) hartslag en ademhaling

Autonome zenuwstelsel

•

–

– –

• – – – •

•

Het orthosympathische deel. Beïnvloedt organen zodanig dat het lichaam arbeid kan verrichten: de dissimilatie wordt bevorderd. Effecten: o.a. verhoging van de hartslag- en ademfrequentie en vertraging van de vertering. Impulsgeleiding: via ganglia in de twee grensstrengen en via orthosympathische zenuwen naar de doelwitorganen. Het parasympathische deel. Beïnvloedt organen zodanig dat het lichaam in een toestand van rust en herstel kan komen: de assimilatie wordt bevorderd. Effecten: o.a. verlaging van de hartslag- en ademfrequentie en versnelling van de vertering. Impulsgeleiding: vooral via de twee zwervende zenuwen naar de doelwitorganen. Dubbele innervatie van organen: naar elk doelwitorgaan loopt een orthosympathische en een parasympathische zenuw. Het autonome zenuwstelsel werkt nauw samen met het hormoonstelsel.

Hormoonstelsel

Het hormoonstelsel

 Hormonen zijn vetachtige of eiwitachtige stoffen  Komen via de bloedbaan overal  Doelwitorganen herkennen ze via receptoren op de celmembraan  Concentraties zijn belangrijk. Er is sprake van een drempelwaardes en van hormoonspiegels

Hormonen Hormonen zijn: • Regeleiwitten • Afgegeven door endocriene klier aan het bloed • Trager dan het zenuwstelsel, maar werken langer • Hebben specifieke molecuulstructuur  alleen herkend door receptormoleculen op doelwitorganen • Staan o.i.v. autonome zenuwstelsel

Bepaalde hormoonklieren kunnen hormonen produceren, waarbij deze geproduceerde hormonen weer hun invloed kunnen uitoefenen op andere hormoonklieren die andere hormonen produceren. Geef hiervan voorbeelden.

Geef de werking van de volgende hormonen aan: GH (groeihormoon), prolactine, ACTH, TSH, FSH, LH, oxytocine, ADH

Het zenuwstelsel en het hormoonstelsel zijn met elkaar verbonden. De verbinding tussen het zenuwstelsel en de hypofyse verloopt via neuronen in de hypothalamus. Leg het verband uit tussen neurosecretie en neurohormonen Leg uit wat een releasing factor is. Wat is TRF?

Regelkring van thyroxineproductie Regelkring van cortisolproductie

Hypofyse Produceert hormonen die de werking van andere hormoonklieren beinvloeden. De hypofyse staat o.i.v. de hypothalamus. Voorkwab = adenohypofyse

Achterkwab = neurohypofyse

De hypofyse maakt hormonen die rechtstreeks werken (bv. GH) en hormonen die via een andere hormoonklier werken (bv. FSH en TSH)

De hypofyse zelf kan ook weer aangestuurd worden door releasing hormonen uit de hypothalamus

Hypofyse Groeihormoon TSH (schildklierstimulerend hormoon) FSH LH Oxytocine ADH (antidiuretisch hormoon)

1 = Epifyse(pijnappelklier) 2 = Hypofyse 3 = Schildklier 4 = Thymus 5 = Bijnieren 6 = Alvleesklier 7 = Eierstokken 8 = Testes

Eilandjes van Langerhans

Maken twee hormonen  Insuline  Glucagon  Werken tegengesteld (antagonisten)  Ze houde de bloedsuikerspiegel constant

De eilandjes van Langerhans

Insuline

Animatie Bioplek insuline-glucagon

Bijnier In bijniermerg: Adrenaline= stresshormoon FFF-situaties Via neurosecretie (sneller) Is een neurohormoon Regelt hartslag, ademhaling en bloedverdeling In bijnierschors: cortisol en aldosteron en testosteron en oestrogeen

(hypofyse-achterkwab)

Osm. Waarde van het bloed wordt steeds gemeten via osmoreceptoren in de hypothalamus Stimulering van ADH afgifte door de hypofyse als osm. waarde te hoog wordt Meer ADH is minder urineproductie ADH = vasopressine (= bloeddrukregelaar): leg uit!

Bijnieren

• Hormoon adrenaline

• Heeft een snelle kortdurende werking in FFF-situaties • Glycogeen wordt omgezet in glucose (in spieren en lever) • Hartslag en ademhaling omhoog, verwijden bloedvaten naar skeletspieren en hersenen

De schildklier

Te weinig thyroxine?

Er zijn twee typen van hormonen: 1. vetoplosbare hormonen 2. niet-in-vetoplosbare hormonen (noem voorbeelden op van ad1 en ad2) Vetoplosbare hormonen oefenen hun invloed uit middels genregulatie Niet-in-vet-oplosbare hormonen oefenen hun invloed uit middels second messengers

Vetoplosbare hormonen oefenen hun invloed uit middels genregulatie

Niet-in-vet-oplosbare hormonen oefenen hun invloed uit middels second messengers

VRAGEN ? BEDANKT Info: www.ecoisonline.org www.examenbundel.nl www.biologiepagina.nl www.asewsahai.com [email protected]