Resume
Samenvatting Methoden In Het Biomedisch Onderzoek Prof. Braeken
- Établissement
- Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)
Uitgebreide samenvatting van het vak Methoden In Het Biomedisch Onderzoek, deel Prof. Braeken
[Montrer plus]
Aperçu du contenu
Samenvatting Methoden:Prof. Braeken
Hoe moet ik dit kennen voor de examens?
Overzicht van de verschillende methodes
Inzicht in methodes (principes)
Afweging van verschillende methodes (mogelijkheden, beperkingen)
Toepassing van methodes en combinaties van methodes om concrete vraagstelling te
beantwoorden
Deel 1: Elektrofysiologische methoden
Elektrische eigenschappen van de membraan
Elektrofysiologische metingen van cellen
Klassieke technieken
Nieuwe technieken
Optische technieken
Eerst en vooral een klein stukje geschiedenis over elektrofysiologische metingen. De eerste
metingen van ‘bio-elektriciteit’ vonden plaats in 1791 door Luigi Galvani door gebruik te
maken van kikkers. Hij zocht een correlatie tussen de intensiteit van elektrische stimuli en
spiercontractie. De verbinding tussen twee zenuwen tussen twee kikkerpoten zorgden voor het
eerste experiment dat de propagerende actiepotentiaal voorstelt. Zo ontstond het Galvinisme,
waarin ook proeven werden uitgevoerd op pas-geëxecuteerde mensen door studenten van
Galvani. De eerste opname van dierlijke elektriciteit werd uitgevoerd door Leopoldo Nobili
gebruikmakende van een galvanometer. In 1850 bepaalde Hermann von Helmholtz voor de
eerste keer de snelheid van de zenuwimpulspropagatie. Vervolgens was Bemstein in staat om
de snelheid van de zenuwimpuls heel accuraat op te meten, wat leidde tot de eerste metingen
van de rust- en actiepotentialen. De ‘voltage clamp’ techniek werd ontwikkeld door Cole,
Cortis, Hodgkin en Huxley en kon actiepotentialen meten in axonen van inktvissen. Neher en
Sakmann tenslotte waren verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de ‘patch clamp’
techniek die leidde tot het meten van enkelvoudige ionenkanalen in de jaren ’80
(Nobelprijswinnaar).
Elektrische eigenschappen van de membraan
De membraan heeft een capaciteit, omdat de membraan lading kan opladen als gevolg van
verschil in concentraties over de membraan. De membraanweerstand is afkomstig van het feit
dat de membraan een gesloten geheel is (met uitzondering van ionenkanalen) en ionen dus
niet zomaar lukraak kunnen bewegen over de membraan. Meer in detail geeft dit:
Membraancapaciteit:
o Membraan tussen intracellulaire en extracellulaire ruimte zorgt voor een
bepaalde capaciteit gezien vanuit elektrisch oogpunt
1
, o Capaciteiten kunnen ladingen opslaan tegen de membraan
Q = Em ∙ C met Q = opgeslagen lading
Em = potentiaalverschil over de membraan
C = membraancapaciteit (in Farad)
o Hoe meer membraan, hoe meer lading kan worden opgeslagen wat dus wil
zeggen dat de capaciteit proportioneel is tot het membraanoppervlak
o De sterkte van het elektromagnetisch veld over de membraan daalt met de
afstand, want C is invers proportioneel tot de dikte van de membraan
o Het materiaal waarover de capaciteit plaatsvindt, is ook belangrijk en wordt
uitgedrukt in de diëlektrische constante (ε r)
A ∙ εr
C= met A = membraanoppervlakte
d
ε r = diëlektrische constante
d = membraandikte
Membraanweerstand:
o De drijfkracht van een bepaald ion is het verschil tussen de
evenwichtspotentiaal (bv. EK = -90 mV) van het ion en de membraanpotentiaal
(bv. -50 mV)
o Er ontstaat een onevenwicht tussen elektrische energie en diffusie over de
membraan wat een grotere netto flux geeft van K+-ionen
o De stroom I over de membraan is dus proportioneel met de drijfkracht (in V)
en wordt gelimiteerd door de weerstand van de membraan
Em−E K
IK =
Rm, K
De basis voor elektrofysiologische metingen zijn equivalente, elektrische circuits. Een
belangrijk onderdeel van elektrische circuits zijn weerstanden met een aantal eigenschappen:
E
Wet van Ohm dat wiskundig uitgedrukt wordt als zijnde I =
R
Weerstanden in serie kunnen beschouwd worden als één weerstand met de som van
beide originele weerstanden, omdat de stroom vloeit door beide barrières
Een potentiaalverschil over twee weerstanden, die in serie geschakeld staan, zal zich
proportioneel verdelen met de waarden van de weerstand
2
, Bij weerstanden, die in parallel geschakeld staan, gaat de totale weerstand minder zijn
dan die van de afzonderlijke weerstanden, omdat er nu twee verschillende paden zijn
waar de elektrische stroom kan naartoe vloeien
Als er een membraanpotentiaal is, zullen beide weerstanden dat potentiaal
ondervinden, maar de stroom door de weerstanden zal verschillend zijn en afhangen
van de waarden van de weerstanden waardoor de totale som van de stroom de som zal
zijn van de stromen door al de betreffende weerstanden
Conclusies van de wet van Kirchoff zijn belangrijk voor de elektrofysiologie:
o Een spanning moet gemeten worden over een hoge weerstand en andere
weerstanden die in serie staan, moeten zo klein mogelijk zijn
o Een stroom die door parallelle weerstanden gaat, kunnen een kortsluiting
veroorzaken dus ze moeten zo groot mogelijk zijn
Relatie tussen weerstanden en capaciteiten:
o Weerstanden en capaciteiten, die in serie geschakeld staan, vormen een RC-
circuit, want zo hangt de weerstand bij het opladen en ontladen van een
celmembraan bij een potentiaalverandering af van de weerstand
o Als er een membraanpotentiaal in een RC-circuit wordt gebracht, dan gaat de
spanning over de capaciteit exponentieel opbouwen
3
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur cedricbauters. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €12,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
80467 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans