Hemmende und Erregende Synapsen: Funktion und Einfluss von Giften

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296

Tiana

9.8.2022

Biologie

Hemmende/ erregende Synapsen & Gifte

Fächer

Biologie

Neurobiologie

Erregungsübertragung

Epsp ipsp

Hemmende und Erregende Synapsen: Funktion und Einfluss von Giften

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Die Signalübertragung im Nervensystem ist ein faszinierender Prozess, der durch Synapsen ermöglicht wird. Diese spezialisierten Verbindungen zwischen Nervenzellen können entweder erregend oder hemmend wirken und spielen eine entscheidende Rolle bei der Informationsverarbeitung im Gehirn. Die Funktion von Synapsen kann durch verschiedene Substanzen wie Koffein beeinflusst werden, das als kompetitiver Hemmer des müdemachenden Neurotransmitters Adenosin wirkt. Auch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren sind wichtige Akteure in diesem System, indem sie Signale von außen ins Zellinnere weiterleiten. Die präzise Abstimmung zwischen erregenden und hemmenden Synapsen sowie die Summation ihrer Potentiale bestimmen letztendlich, ob ein Aktionspotential ausgelöst wird.

...

9.8.2022

12631

HEMMENDE & ERREGENDE SYNAPSEN
EPSP
(erregende Synapsen)
• erregendes postsynaptisches Potential
• Depolarisation in der postsynaptischen Mem

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Hemmende und erregende Synapsen

Synapsen sind die Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen und können in zwei Haupttypen eingeteilt werden:

Erregende Synapsen $EPSP$

Erzeugen ein erregendes postsynaptisches Potential
Führen zur Depolarisation der postsynaptischen Membran
Aktivieren Na⁺-Kanäle, wodurch Na⁺ in die Zelle einströmt
Die Membranspannung wird positiver

Hemmende Synapsen $IPSP$

Erzeugen ein inhibitorisches postsynaptisches Potential
Führen zur Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran
Aktivieren K⁺- oder Cl⁻-Kanäle
K⁺ strömt aus der Zelle aus oder Cl⁻ strömt ein
Die Membranspannung wird negativer

Wichtiges Konzept: Der grundlegende Unterschied zwischen erregenden und hemmenden Synapsen liegt in ihrem Effekt auf das Membranpotential. Während EPSP die Zelle näher an die Schwelle zur Auslösung eines Aktionspotentials bringen, entfernen IPSP die Zelle weiter von dieser Schwelle.

Koffein und Adenosin - Gegenspieler im Nervensystem

Adenosin $macht müde$ :

Entsteht beim Abbau von ATP
Wird bei hoher Konzentration aus dem Neuron transportiert
Schützt vor Überbelastung der Nervenzelle
Bindet an Rezeptoren/G-Proteine der prä- und postsynaptischen Membran
Verhindert die Transmitterfreisetzung durch Hemmung des Ca²⁺-Einstroms
Löst IPSP an der postsynaptischen Membran aus

Koffein $macht wach$ :

Bindet an dieselben Rezeptoren wie Adenosin $kompetitive Hemmung$
Blockiert die hemmende Wirkung von Adenosin
Nervenzellen arbeiten auch bei hoher Belastung weiter
Löst EPSP an der postsynaptischen Membran aus

Wirkungsmechanismus: Koffein wirkt als Nervengift, indem es die natürliche Schutzfunktion des Adenosins blockiert. Es verhindert die Bindung von Adenosin an seine Rezeptoren und kann bei übermäßigem Konsum zu Nebenwirkungen wie Nervosität, Schlaflosigkeit und erhöhtem Blutdruck führen.

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G-Proteine und Wirkung von Giften

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren einfach erklärt

G-Proteine sind wichtige Signalüberträger in der Zellmembran:

Acetylcholin $Ach$ bindet nicht direkt am Ionenkanal, sondern an ein Membranprotein
An dieses Protein ist ein G-Protein gekoppelt
Durch Ach-Bindung wird das G-Protein abgekoppelt
Das G-Protein bewegt sich zum Ionenkanal und öffnet diesen

Schlüsselfunktion: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren funktionieren als molekulare Schalter, die extrazelluläre Signale $wie Neurotransmitter$ ins Zellinnere übersetzen. Die Bezeichnung "G" steht für Guaninnukleotid-bindend, wobei Gq-Proteine eine spezielle Untergruppe darstellen, die die Phospholipase C aktivieren.

Wirkung verschiedener Gifte auf die Synapse:

Exocytose-Blocker:

Botulinum-Toxin $Botox$ : Hemmt die Verschmelzung von Acetylcholin-Vesikeln
Wirkung: Keine Ausschüttung von Acetylcholin → keine Depolarisation → Lähmung
Folge: Langfristige, irreversible Muskellähmung $potenziell tödlich$

Acetylcholin-Rezeptorenblocker:

Curare, Atropin: Kompetitive Antagonisten zu Acetylcholin
Wirkung: Blockieren die Rezeptoren der Na⁺-Kanäle → kein Na⁺-Einstrom
Folge: Akute Lähmung, Herzstillstand $reversibel$

Acetylcholin-Rezeptorenaktivatoren:

Nikotin, Coniin, Cytisin: Besetzen Acetylcholin-Rezeptoren
Wirkung: Dauerhafter Na⁺-Einstrom → viele EPSPs
Folge: Muskelkrampf, Übererregung, Schwindel, Übelkeit

Calcium-Kanalblocker:

ω-Conotoxin: Blockiert Ca²⁺-Kanäle → keine Exocytose
Folge: Muskellähmung

Calcium-Kanalaktivatoren:

Latrotoxin: Bewirkt dauerhaften Ca²⁺-Einstrom → ständige Vesikelentleerung
Folge: Muskelkrampf

Acetylcholinesterase-Hemmer:

Sarin, Tabun, E605: Verhindern den Abbau von Acetylcholin
Wirkung: Dauerhafte Rezeptorbesetzung → viele EPSPs
Folge: Muskelkrampf, Herzstillstand

Tabelle: Erregende und hemmende Synapsen im Vergleich

>	Eigenschaft	Erregende Synapse	Hemmende Synapse
>	Potential	EPSP (erregend)	IPSP (inhibitorisch)
>	Effekt	Depolarisation	Hyperpolarisation
>	Ionen	Na⁺-Einstrom	K⁺-Ausstrom oder Cl⁻-Einstrom
>	Beispiel	Motorische Endplatte	GABAerge Synapsen im Gehirn
>	Neurotransmitter	Acetylcholin, Glutamat	GABA, Glycin

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Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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•

12.631

•

9. Aug. 2022

•

3 Seiten

Hemmende und Erregende Synapsen: Funktion und Einfluss von Giften

Tiana

@tiana_vsbe

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Synapsen sind die Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen und können in zwei Haupttypen eingeteilt werden:

Erregende Synapsen $EPSP$

Erzeugen ein erregendes postsynaptisches Potential
Führen zur Depolarisation der postsynaptischen Membran
Aktivieren Na⁺-Kanäle, wodurch Na⁺ in die Zelle einströmt
Die Membranspannung wird positiver

Hemmende Synapsen $IPSP$

Erzeugen ein inhibitorisches postsynaptisches Potential
Führen zur Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran
Aktivieren K⁺- oder Cl⁻-Kanäle
K⁺ strömt aus der Zelle aus oder Cl⁻ strömt ein
Die Membranspannung wird negativer

Wichtiges Konzept: Der grundlegende Unterschied zwischen erregenden und hemmenden Synapsen liegt in ihrem Effekt auf das Membranpotential. Während EPSP die Zelle näher an die Schwelle zur Auslösung eines Aktionspotentials bringen, entfernen IPSP die Zelle weiter von dieser Schwelle.

Koffein und Adenosin - Gegenspieler im Nervensystem

Adenosin $macht müde$ :

Entsteht beim Abbau von ATP
Wird bei hoher Konzentration aus dem Neuron transportiert
Schützt vor Überbelastung der Nervenzelle
Bindet an Rezeptoren/G-Proteine der prä- und postsynaptischen Membran
Verhindert die Transmitterfreisetzung durch Hemmung des Ca²⁺-Einstroms
Löst IPSP an der postsynaptischen Membran aus

Koffein $macht wach$ :

Bindet an dieselben Rezeptoren wie Adenosin $kompetitive Hemmung$
Blockiert die hemmende Wirkung von Adenosin
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G-Proteine und Wirkung von Giften

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren einfach erklärt

G-Proteine sind wichtige Signalüberträger in der Zellmembran:

Acetylcholin $Ach$ bindet nicht direkt am Ionenkanal, sondern an ein Membranprotein
An dieses Protein ist ein G-Protein gekoppelt
Durch Ach-Bindung wird das G-Protein abgekoppelt
Das G-Protein bewegt sich zum Ionenkanal und öffnet diesen

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Wirkung verschiedener Gifte auf die Synapse:

Exocytose-Blocker:

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Wirkung: Keine Ausschüttung von Acetylcholin → keine Depolarisation → Lähmung
Folge: Langfristige, irreversible Muskellähmung $potenziell tödlich$

Acetylcholin-Rezeptorenblocker:

Curare, Atropin: Kompetitive Antagonisten zu Acetylcholin
Wirkung: Blockieren die Rezeptoren der Na⁺-Kanäle → kein Na⁺-Einstrom
Folge: Akute Lähmung, Herzstillstand $reversibel$

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Tabelle: Erregende und hemmende Synapsen im Vergleich

>	Eigenschaft	Erregende Synapse	Hemmende Synapse
>	Potential	EPSP (erregend)	IPSP (inhibitorisch)
>	Effekt	Depolarisation	Hyperpolarisation
>	Ionen	Na⁺-Einstrom	K⁺-Ausstrom oder Cl⁻-Einstrom
>	Beispiel	Motorische Endplatte	GABAerge Synapsen im Gehirn
>	Neurotransmitter	Acetylcholin, Glutamat	GABA, Glycin

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Summation

Die Informationsverarbeitung im Nervensystem basiert auf der Integration verschiedener Signale durch Summation:

Zeitliche Summation:

Mehrere Aktionspotentiale treffen in kurzen Abständen an derselben Synapse ein
Das postsynaptische Potential ist zwischen den einzelnen Aktionspotentialen noch nicht vollständig abgebaut
Die Potentiale addieren sich
EPSPs werden dadurch höher
IPSPs werden dadurch niedriger $stärkere Hyperpolarisation$

Räumliche Summation:

Aktionspotentiale treffen gleichzeitig an unterschiedlichen Stellen des Neurons ein
Die Potentiale von verschiedenen Synapsen werden zusammengerechnet

Entscheidender Mechanismus: Die Summe aller erregenden $EPSP$ und hemmenden $IPSP$ postsynaptischen Potentiale entscheidet darüber, ob am Axonhügel der Schwellenwert überschritten wird und ein Aktionspotential gebildet wird. Dieser Prozess ermöglicht die komplexe Informationsverarbeitung im Nervensystem.

Beispiele für räumliche und zeitliche Summation:

Hemmende Synapse $Beispiel$ : Eine GABAerge Synapse im Gehirn kann ein IPSP auslösen, das die Erregbarkeit der Zelle verringert. Wenn mehrere solcher IPSPs zeitlich summiert werden, kann die Zelle stark gehemmt werden.
Erregende Synapse $Beispiel$ : An der motorischen Endplatte bewirkt Acetylcholin die Öffnung von Natriumkanälen und erzeugt ein EPSP. Durch zeitliche Summation mehrerer EPSPs kann die Schwelle für ein Aktionspotential erreicht werden.
Gemischte Summation: In einem Neuron, das sowohl erregende als auch hemmende Eingänge erhält, entscheidet die Gesamtsumme aller EPSPs und IPSPs über die Auslösung eines Aktionspotentials.

Anwendungsbeispiel: Die Wirkung von Koffein auf die Blutgefäße ist ein Beispiel für die Bedeutung der Summation. Koffein blockiert Adenosin-Rezeptoren, was zu einer erhöhten Aktivität von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren führt. Diese bewirken eine Verengung der Blutgefäße im Gehirn, was Kopfschmerzen lindern kann, aber auch zu Nebenwirkungen wie erhöhtem Blutdruck führen kann.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Stefan S

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Samantha Klich

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Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Lena M

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Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Julia S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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21 M

#1

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Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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