HOME: VERDEC

Tentamen Biochemie & Biofysica; hoofdstuk IV en V, 29 januari 1999



Student naam:.................................... studie nummer:..............................................

__________________________________________________________________________________



5: Deze vraag gaat over de membraanpotentiaal van zenuwcellen.



(a) Een zenuwcel in rust heeft een membraanweerstand van 20 MW (1 MW =106 W). De drempel van de actiepotentiaal ligt op -50 mV maar de rustmembraanpotentiaal is -60 mV. Hoe groot moet dan een blokvormige depolariserende stroompuls minimaal zijn (in Ampere) om een actiepotentiaal te laten ontstaan?



(b) Waarom wordt de activatie van de natrium kanalen ook wel regeneratief (zelfversterkend) genoemd? Waarom is activatie van kalium kanalen dat niet?



(c) Hoewel in rust de geleidbaarheid van een biomembraan voor K+ ionen groter is dan die voor Na+ ionen, zal de netto efflux van K+ ionen in evenwicht zijn met de influx van Na+ ionen (IK=INa). Stel dat een membraan van een zenuwcel een rustmembraan potentiaal heeft van -60 mV, een Veq(K+) = -90 mV, een Veq(Na+) = +50 mV en een gK die in rust 1.1 mS (1 mS = 10-3 S) is. Hoe groot is dan gNa?



(d) Stel een farmaceutische fabrikant heeft per abuis op infuuszakjes met daarin een hoge concentratie kalium-chloride, een etiket geplakt met daarop de mededeling dat de zakjes natriumchloride bevatten. Wat zal bij toediening van de inhoud van deze zakjes aan de bloedbaan van een patiënt gebeuren? Denk daarbij zowel aan de rustmembraanpotentiaal van zenuwcellen en spieren, als aan de repolarisatie na de eerste actiepotentialen na de start van het infuus.



6: Deze vraag behandelt synaptische transmissie in de neuromusculaire synapse.



(a) Welk neurotransmitter type is verantwoordelijk voor de chemische transmissie in de neuromusculaire synapse en welk type postsynaptische receptor (ion kanaal) wordt door deze neurotransmitter geactiveerd?



(b) Waarom is de IV relatie van deze receptor stromen lineair en bij welke potentiaal ligt de omkeerpotentiaal van deze response? Leg uit (eventueel met tekening)!



(c) Wanneer treedt in de neuromusculaire synapse een afgifte van meerdere vesicles tegelijk op?



(d) Het roken van een sigaret leidt niet tot het optreden van spontane contracties in skeletspieren (d.w.z. stimulatie via de postsynaptische nicotine acetylcholine receptor op cellen van deze spieren), maar heeft wel effecten in het centraal zenuwstelsel? Kun je uitleggen hoe dit komt?



7) Deze vraag behandelt de synaptische transmissie in het centraal zenuwstelsel.



(a) Wat is de natuurlijk voorkomende agonist van AMPA en NMDA receptoren?



(b) Waarom zal (bij voldoende depolarisatie van de postsynaptische membraan) bij activatie van NMDA receptoren wel een Ca2+ influx optreden terwijl de activatie van AMPA receptoren alleen een flux van monovalente ionen toelaat? Hoe heet deze kanaaleigenschap?



(c) Een bepaalde zenuwcel wordt geïnnerveerd door zowel exciterende als inhiberende synapsen. Stel dat in deze situatie gelijktijdig 3 exciterende synapsen, met ieder 100 pA postsynaptische stroom, worden geactiveerd, en dat dit net voldoende is om in de postsynaptische membraan een actiepotentiaal te laten ontstaan. Hoeveel inhibitoire synapsen, met ieder slechts 50 pA, moeten er gelijktijdig actief zijn om het ontstaan van een actiepotentiaal te voorkomen?



(d) Over het algemeen zal in het centraal zenuwstelsel één actiepotentiaal bij aankomst in een axon eindiging, voldoende zijn om via influx van calcium de exocytose van één vesicle te induceren. Hoe is het dan mogelijk dat het ontstaan van één actiepotentiaal in één presynaptische cel toch een multiquantale potentaal verandering (response) in de postsynaptische cel kan veroorzaken?