Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung in Nervenzellen
Die Abbildung erläutert die Mechanismen der kontinuierlichen und saltatorischen Erregungsleitung in Nervenzellen. Sie zeigt, wie Signale entlang von Axonen weitergeleitet werden, wobei zwei unterschiedliche Methoden dargestellt sind.
Bei der kontinuierlichen Erregungsleitung, die typisch für unmyelinisierte Axone ist, breitet sich das Signal schrittweise entlang der gesamten Axonmembran aus. Lokale Strömchen, die durch den Einstrom von Natriumionen entstehen, depolarisieren die benachbarten Bereiche der Axonmembran. Wenn der Schwellenwert erreicht wird, öffnen sich spannungsabhängige Natriumkanäle, und ein neues Aktionspotential wird ausgelöst. Dieser Prozess wiederholt sich entlang des gesamten Axons.
Highlight: Die Refraktärzeit der Natriumkanäle stellt sicher, dass die Weiterleitung nur in eine Richtung erfolgt, da die Kanäle temporär nicht erneut aktiviert werden können.
Im Gegensatz dazu steht die saltatorische Erregungsleitung, die in myelinisierten Axonen stattfindet. Hier "springt" das Aktionspotential von einem Ranvier-Schnürring zum nächsten. Die Myelinscheide wirkt als Isolator und verstärkt den Stromfluss im Inneren des Axons, was die Reichweite der lokalen Strömchen erhöht.
Vocabulary: Ranvier-Schnürringe sind kleine, unmyelinisierte Abschnitte zwischen den myelinisierten Segmenten eines Axons.
Die saltatorische Erregungsleitung bietet mehrere Vorteile:
- Höhere Geschwindigkeit der Signalübertragung
- Geringerer Energieverbrauch, da weniger Ionenpumpen benötigt werden (nur an den Ranvier-Schnürringen)
Example: Während die kontinuierliche Erregungsleitung bei Wirbellosen wie Tintenfischen zu finden ist, nutzen Wirbeltiere die effizientere saltatorische Erregungsleitung.
Die Abbildung verdeutlicht auch die Struktur einer Nervenzelle mit Dendriten, Axonhügel und synaptischen Endknöpfchen, was ein umfassendes Bild der Erregungsleitung in Nervenzellen vermittelt.
Definition: Aktionspotentiale sind kurzzeitige, elektrische Signale, die entlang der Axonmembran wandern und die Grundlage der Erregungsleitung in Nervenzellen bilden.
Diese detaillierte Darstellung der kontinuierlichen und saltatorischen Erregungsleitung hilft, die komplexen Vorgänge der Signalübertragung im Nervensystem besser zu verstehen und zeigt die evolutionären Anpassungen zur Optimierung der Nervenleitung bei verschiedenen Organismen.
