Repolarisation und Hyperpolarisation: Rückkehr zum Ruhezustand

Die Repolarisationsphase des Aktionspotentials ist gekennzeichnet durch das Schließen der Natrium-Ionenkanäle und das Öffnen spannungsgesteuerter Kalium-Ionenkanäle. Kaliumionen diffundieren aus dem positiv geladenen Zellinneren nach außen, was zu einem Absinken der elektrischen Spannung im Inneren führt.

Example: Die Repolarisation Aktionspotential kann man sich wie das Zurücksetzen eines elektrischen Schalters vorstellen. Nach der Erregung kehrt die Zelle in ihren Ausgangszustand zurück.

Die Hyperpolarisation Aktionspotential tritt ein, weil die Kalium-Ionenkanäle langsamer schließen als die Natrium-Ionenkanäle. In dieser Phase sinkt die Spannung unter das eigentliche Ruhepotential auf etwa -90mV. Dies verhindert ein unmittelbar erneutes Aktionspotential und markiert den Beginn der Refraktärzeit.

Vocabulary: Die Refraktärzeit ist die Zeitspanne, in der die Nervenzelle nicht erneut erregbar ist. Sie dauert etwa 2 Millisekunden und ist wichtig für die gerichtete Weiterleitung von Nervenimpulsen.

Die Refraktärphase ist entscheidend für die Funktion des Neurons. Während dieser Zeit sind die einmal geöffneten Natrium-Ionenkanäle bis zum Erreichen des Ruhepotentials blockiert, was ein neues Aktionspotential unmöglich macht. Diese Phase dauert vom Beginn des Aktionspotentials bis zum Wiedererreichen des Ruhepotentials.

Schließlich wird das ursprüngliche Ruhepotential von -70mV durch die Aktivität der Natrium-Kalium-Pumpen wiederhergestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Axon bereit für das nächste Aktionspotential.

Highlight: Die Aktionspotential Dauer vom Beginn bis zur Wiederherstellung des Ruhepotentials beträgt nur wenige Millisekunden, was die enorme Geschwindigkeit der Nervenimpulsübertragung verdeutlicht.

Das Neuron: Aufbau und Funktion der Nervenzelle

Das Neuron ist die grundlegende funktionelle Einheit des Nervensystems. Seine komplexe Struktur ermöglicht die effiziente Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung von Nervenimpulsen.

Definition: Ein Neuron ist eine spezialisierte Zelle des Nervensystems, die elektrische Signale empfangen, verarbeiten und weiterleiten kann.

Der Aufbau eines Neurons umfasst mehrere wichtige Komponenten:

1. Soma: Der Zellkörper enthält den Zellkern und ist das Zentrum der Zellaktivität.

2. Dendriten: Diese verzweigten Fortsätze nehmen Signale von anderen Nervenzellen auf und leiten sie zum Soma weiter.

Vocabulary: Die Funktion Dendriten besteht hauptsächlich in der Aufnahme und Weiterleitung von Erregungen von anderen Nervenzellen zum Soma.

3. Axon: Dieser lange Fortsatz leitet elektrische Reize vom Soma zur nächsten Nervenzelle oder Zielzelle.

Highlight: Die Funktion Axon Nervenzelle ist entscheidend für die Signalübertragung über längere Distanzen im Nervensystem.

4. Myelinscheide: Diese Umhüllung des Axons, bestehend aus Schwann'schen Zellen, sorgt für elektrische Isolation und beschleunigt die Signalübertragung.

5. Ranviersche Schnürringe: Diese nicht-isolierten Stellen zwischen den Myelinscheiden ermöglichen eine schnellere Weiterleitung des Aktionspotentials durch "springende" Erregungsleitung.

6. Endknöpfchen: An diesen Strukturen wird der elektrische Reiz in eine chemische Reaktion umgewandelt, was die Signalübertragung auf die nächste Zelle ermöglicht.

Example: Die Endknöpfchen Funktion kann man sich wie eine Brücke zwischen zwei Nervenzellen vorstellen, über die Informationen in Form von chemischen Botenstoffen (Neurotransmittern) weitergegeben werden.

Die komplexe Struktur des Neurons ermöglicht es, Signale von vielen anderen Neuronen zu empfangen, zu integrieren und weiterzuleiten. Dies bildet die Grundlage für die komplexen Funktionen des Nervensystems, von einfachen Reflexen bis hin zu höheren kognitiven Prozessen.

Quote: "Die Nervenzelle Funktion ist fundamental für alle Aspekte der Nervenaktivität, von der Sinneswahrnehmung über die Bewegungssteuerung bis hin zum Denken und Fühlen."