450 likes | 1.1k Views
Neuron. Hodgkin-Huxley model. V ext. V int. Model van ionkanaal. Nernst vergelijking Ionstroom is afhankelijk van conductance en driving force Conductance g ion is conductance per kanaal ( γ ) × aantal kanalen (N) × kans dat kanaal open is (p) Maximum conductance:
E N D
Hodgkin-Huxley model Vext Vint
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
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 Dynamica van ionkanaal
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 Hodgkin-Huxley vergelijkingen
Nobel prize 1963 Sir Andrew Huxley Sir Alan Lloyd Hodgkin
Hodgkin & Huxleyexperiments Giant squid neuron
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
Hodgkin-Huxley: gating variabelen m,h,n [-] Potentiaal [mV]
Hodgkin-Huxley: tijdconstanten Potentiaal [mV]
Hodgkin-Huxley: actiepotentiaal Tijd [ms]
Hodgkin-Huxley: ionstromen Tijd [ms]
Hodgkin-Huxley: gating variabelen Tijd [ms]
Hodgkin-Huxley: actiepotentialen Tijd [ms]
Hodgkin-Huxley: prikkelvoortgeleiding Potentiaal [mV] Tijd [ms]
Actiepotentiaal van hartcel Snelle natriumstroom INa • depolarisatie Langzame calcium stroom ICa • plateau Langzame kalium stroom IK • repolarisatie S. Nattel, Nature 2002;415:219-226
ENa 3 msec EK plateau upstroke repolarisatie Actiepotentiaal ventrikel ECa ENa +20 mV +20 mV Ca-instroom en K-uitstroom K-uitstroom Na-instroom -90 mV EK 100 msec (RMP)
Evenwichtpotentiaal voor calcium +120 mV ECa +70 mV ENa 0 mV calcium ion: z = +2 Vrust -80 mV -90 mV EK
Ca2+ Force (nN) 100 msec calcium en contractie Ca2+ + Calcium Induced Calcium Release
Ionstromen inwaarts/ depolariserend uitwaarts/ repolariserend
Geleidingssysteem van het hart sinusknoop linkerboezem rechterboezem AV knoop bundel van His rechterkamer bundelvertakkingen linkerkamer Purkinje systeem
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems AV knoop Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems AV knoop bundel van His Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Purkinje systeem Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Purkinje systeem kamers (endocard) Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
8E020 Inleiding Meten Prikkelvoortgeleiding in het hart sinusknoop boezems AV knoop bundel van His bundelvertakkingen Purkinje systeem kamers (endocard) kamers (epicard) Electrocardiogram (ECG) tijd (ms) Malmivuo & Plonsey, 1995
grotere deeltjes Gap junctions kleine ionen
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + sterke koppeling zwakke koppeling Voortgeleiding
Refractaire periode +20mv Excitability recovered threshold -90mv Inexcitable Period 250 ms
Nobel prize 1963 Sir Andrew Huxley Sir Alan Lloyd Hodgkin