1. Actief transport:

* Natriumpotassiumpomp: Neuronen behouden een specifieke elektrochemische gradiënt over hun membranen. Dit wordt bereikt door de natriumpotassiumpomp, die natriumionen actief uit de cel en kaliumionen in de cel transporteert. Dit proces vereist een aanzienlijke hoeveelheid ATP.

* calciumpomp: Calciumionen zijn essentieel voor afgifte van neurotransmitter. De calciumpomp pompt actief calciumionen uit het neuron en herstelt de rustende calciumconcentratie. Dit proces vereist ook energie.

2. Synaptische transmissie:

* Synthese en verpakking van neurotransmitter: Neuronen synthetiseren en verpakken neurotransmitters in blaasjes voor afgifte. Dit vereist energie voor eiwitsynthese en vorming van blaasjes.

* Afgifte van neurotransmitter: Wanneer een actiepotentiaal aankomt bij de synaps, worden neurotransmitters vrijgegeven uit blaasjes. Dit proces vereist energie voor blaasjesfusie en exocytose.

3. Generatie en voortplanting van actiepotentiaal:

* ionkanalen: De generatie en verspreiding van actiepotentialen is gebaseerd op het openen en sluiten van spanningsafhankelijke ionkanalen. Deze kanalen vereisen energie om te werken.

* elektrische activiteit: De stroom van ionen over het membraan tijdens het genereren en verspreiden van actiepotentiaal verbruikt ook energie.

4. Continu onderhoud van rustmembraanpotentiaal:

* Lekkanalen: Zelfs in rust hebben neuronen een kleine maar constante lekkage van ionen over hun membranen. Dit vereist energie om het rustpotentieel te behouden.

5. Hoge metabole snelheid:

* neuronen hebben een hoge dichtheid van mitochondria: Deze organellen zijn verantwoordelijk voor de productie van ATP, wat essentieel is voor alle hierboven genoemde processen.

6. Constante neuronale activiteit:

* Het zenuwstelsel is constant actief, zelfs tijdens de slaap. Deze continue activiteit vereist een constante voedingsvoorraad.

Gevolgen van energiedeprivatie:

* Neurologische disfunctie: Onvoldoende energievoorziening naar het zenuwstelsel kan leiden tot verschillende neurologische aandoeningen, waaronder aanvallen, coma en de dood.

* Cognitieve stoornissen: Energy-ontbering kan de cognitieve functie beïnvloeden, inclusief geheugen, aandacht en besluitvorming.

Samenvattend is het hoge energieverbruik van het zenuwstelsel essentieel voor zijn complexe functies, waaronder het handhaven van elektrochemische gradiënten, het uitzenden van signalen en het behouden van neuronale activiteit. Dit onderstreept het belang van het leveren van voldoende energie aan het zenuwstelsel voor een goede functie en welzijn.