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Aktionspotential, Erregungsweiterleitung, Chemische Synapse
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Lilly
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Ruhepotenzial = negativ geladener Zustand einer unerregten Nervenzelle Aufrecht Erhaltung: durch Natrium-Kalium-Pumpe und selektive Permiabilität Aktionspotential ist eine plötzliche Spannungsänderung von circa 1 - 2 ms Dauer Es entsteht nur wenn der Schwellenwert erreicht wird Das Aktionspotential 501 Spannung/mV -50-Schwellen- spannung -100- 1 Depolarisation unterschwellige Reiz Reize Repolarisation ausströmen Zeit 2 ms Ruhepotential Hyperpola- risation 1) Ruhepotenzial: ist aufgebaut bis überschwelliger Reiz auf Membran trifft 2) Depolarisation: Membran wird 500-fach durchlässiger für Na+-lonen; Einströmen dieser = Depolarisation 3) Aktionspotential = Umpolarisierung: kurzzeitig wird Membraninneres positiv, Äußeres negativ 6) Ruhepotenzial: wieder hergestellt; Vorgang dauert 3 ms Refraktärzeit: während dieser Zeit kann kein neues Aktionspotenzial ausgelöst werden (etwa 3 ms) Wirkung von Gift auf Aktionspotenzial a) Batrachotoxine: • Verlauf K-lonen unveränderlich, Na- lonen Einstrom bleibt hoch Giftstoff verhindert Schließen der reporalisiert nicht • Erregung bleibt bestehen • Muskulaturverkrampfung 4) Repolarisation: zeitlich verschoben wird Membran durchlässiger für K--lonen; Auströmen dieser = Repolarisation; Zelle gleicht sich langsam Ruhepotenzial wieder an 5) Hyperpolarisation: passiert kurzzeitig, wenn zu viele K lonen Natriumkanäle/Hemmt enzymatische Spaltung des Transmitters >> Membran a b) Tetrodotoxin: • keine Reaktion auf Reizung, beide Kanäle bleiben geschlossen, Giftstoff blockiert Na-Kanäle keine Erregungsleitung • Lähmung Die Dendriten empfangen Signale von anderen Neuronen. relative Durchlässigkeit der Neuronmembran für lonen Dendrit Zellkörper mV Reizung Darstellung eines Neurons Am Axonhügel des Zellkörpers werden Aktionspotentiale ausgelöst, wenn der Schwellenwert überschritten ist. Das Axon leitet Aktions- potentiale in Richtung der Endknöpfchen. Zellkern b Axonhügel Axon Zeit (ms) Aktionspotenzial Biologie e Die Schwann'schen Zellen produzieren Myelin. Die Myelinschichten isolieren das Axon des peripheren Nervensystems bis auf die Ranvier'schen Schnürringe. Zusammenhang Schwann'sche Zelle b) A relative Durchlässigkeit der Neuronmembran für lonen Na Ranvier'scher Schnürring Zusammenhang der Achsen: Dauer einzelner Abschnitte >> bestimmt, wie lang spannungsabhängige lonenkanäle geöffnet sind und...
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wie lange Informationsübertragung dauert Aktionspotentiale und Giftstoffe 4 Reizung Endknöpfchen cm² 30 Zeit (ms) Zeit (ms) An Synapsen werden Informationen auf Zielzellen übertragen. d onenleitfähigkeit g (m/on Synapse Vergleich Erregungsleitung kontinuierlich saltatorisch unmyelinisiertes Axon myelinisiertes Axon langsame Erregungs- schnelle Erregungs- weiterleitung weiterleitung niedrigerer Energieverbrauch zur Wiederherstellung hoher des Ruhepotentials Energieverbrauch → bitte in den Hefter übernehmen Chemische Synapsen • über Neurotransmitter & Bindung an lonenkanäle • 20-40 nm weiter Spalt • Stromfluss nur in eine Richtung Elektrische Synapsen lonenübergang über Gap Junctions • 3,5 nm schmaler Spalt • Transport in beide Richtungen • chem. Synapse besteht aus präsynaptischer M. am sendenden Neuron, postsynaptischer M. am empfangenen Neuron & dazwischenliegenden synaptischen Spalt, einem extrazellulären Raum von 20-40 nm Breite. Erregungsübertragung an Synapsen An Präsynapse depolarisiert Aktionspotential die präsynaptische Membran (enthält Ca2+Kanäle) Öffnen sich und lonenkanäle strömen in Zelle rein Vesikel können mit präs. Membran verschmelzen und sich im synaptischen Spalt entleeren Leere Vesikel können am Präsynapsenrand zurückgewonnen werden Erregende Chem. Synapse schüttet als Neurotransmitter ACh aus ACh diffundiert durch Syn. Spalt; manche Moleküle binden an ACh Rezeptoren, die auch NaKanäle sind Öffnen sich Na+ lonen strömen in postsyn. Zelle & depolarisieren Membran EPSP entsteht Im Spalt wird ACh durch Acetylcholinesterase in Cholin und Acetyl-CoA gespalten Cholin wird wieder aufgenommen Cholin & Acetyl-CoA reagieren zu ACh Gelangt in Vesikel • saltatorisch (lat. saltare = sprunghaft) • Myelinscheide: -Schwannsche Zelle bildet Membranschichten -mehrere Lagen um Axon • unterbrochen durch Ranviersche Schnürringe • Aktionspotential ,springt" von Schnürring zur Schnürring •Aufgaben von Gliazellen: Stütz- & Bindefunktion, elektrische Isolation, Ernährung der Neuronen, „Müllabfuhr“, ,,Gesundheitspolizei" im Gehirn: 10-50x mehr Gliazellen als Neuronen • besondere Gliazellen: Schwannsche Zelle GLOSSAR • afferente Neuronen = sensorische Neuronen: sie leiten Aktionspotenziale zum Zentralnervensystem (ZNS) • efferente Neuronen: Neuronen, die Aktionspotenziale als Kommandos zu den ausführenden Organen leiten • Synapse: Kommunikationsstelle zwischen 2 Neuronen oder 1 Neuron und anderen Zielzelle • Reflex: einfache Nervenschaltung, die zur immer gleichen Reaktion führt, z.B. Schmerz-, Kniesehnen-, Lidschluss-Reflex • präsynaptische Zelle: Zelle, welche Erregung sendet/weiterleitet >> vor synaptischem Spalt • postsynaptische Zelle: Zelle, welche Erregung empfängt >> nach dem synaptischen Spalt • synaptischer Spalt: schmaler Zwischenraum zwischen zwei miteinander kommunizierenden Zellen • Neurotransmitter: sind Botenstoffe, die an chemischen Synapsen die Erregung von einer Nervenzelle auf andere Zellen übertragen z.B. Acetylcholin • EPSP: erregendes postsynaptisches Potenzial Plasmamembran postsynaptische Zelle (Postsynapse) Aktionspotential im Bhaknöpfchen Ca²+ No synaptischer Spalt präsynaptische Zelle (Präsynapse) Acetyl-CoA synaptische Endigung Cholin Emeym Acetylcholin- Rezeptorkanal Chemische Synapsen O Na-Cholin- Symporter EPSP in postsynap- tischer Membran 0 -70
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