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kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung (Neurobiologie)
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Kontinuierliche Erregungsleitung Axon ohne Myelinschicht ▪ Bei einem AP wird die Ladungsverteilung an der Membran kurzzeitig umgekehrt, d.h. die Außenseite ist negativ geladen, die Innenseite positiv. ▪ Am benachbarten Membranbereich ist die Ladungsverteilung genau umgekehrt: Die Innenseite ist negativ geladen, die Außenseite positiv. Zwischen erregtem und unerregtem Membranbereich besteht somit eine elektrische Spannung. ▪ Die gegensätzlichen Ladungen (Kationen und Anionen) ziehen sich an, so dass es zwischen erregtem und unerregtem Membranbereich zu Ionenströmen kommt (sogenannte Ausgleichsströmchen). ■ Diese Ionenströme bewirken am benachbarten Membranabschnitt eine Verminderung des Membranpotentials, d.h. die Membran wird depolarisiert. ▪ Die Erregung wird vom Axonhügel zur Synapse geleitet, weil dort, wo das AP gerade war, die Refraktärzeit verhindert, dass noch ein AP entstehen kann. Die Nav+-Kanäle sind nicht erreichbar, auch wenn die Membran depolarisiert ist. 5 mm in 1 ms (Bildquelle: http://www.bioboard.de/topic,4748,-saltatorische-und-kontinuierliche-erregungsleitung.html) Saltatorische Erregungsleitung ➤ Axon mit Myelinschicht Durch die Myelinschicht ist die Nervenfaser an dieser Stelle elektrisch isoliert und es gibt dort kaum spannungsabhängige Natrium-Kanäle. Diese finden sich nur an den Ranvierschen Schnürringen (auch: Markscheide), die die einzigen Stellen eines myelinisierten Axons sind, an denen die Isolierung unterbrochen ist. Somit kann nur dort ein Aktionspotential entstehen. Die Isolation verhindert also Leckströme, derMembranwiderstand wird erhöht und die elektrische Kapazität ist niedrig. Die Natrium-Ionen strömen im Inneren des Axons bis zum nächsten Schnürring und lösen durch die so veränderte Spannung dort wiederum eine Depolarisation aus. Hier...
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Alternativer Bildtext:
finden APs statt. Am Schnürring ziehen sich die Anionen und Kationen durch die Membran gegenseitig an, die elektrische Kapazität ist hoch Das Aktionspotential wird scheinbar sprunghaft von einer Markscheide zur nächsten weitergegeben. Deshalb spricht man von saltatorischer Erregungsleitung (lat.: saltare = springen). IONEN STROM TONEN STROM Vergleich kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung ▪ Bei gleichem Durchmesser sind markhaltige (myelinisierte) Axone schneller in der Erregungsleitung. Um mit der Geschwindigkeit der markhaltigen Axone mithalten zu können, sind marklose Axone dicker. ▪Marklose Axone findet man i.d.R. bei wirbellosen Tieren, markhaltige Axone bei Wirbeltieren. Bei gleicher Leitungsgeschwindigkeit (25m/sec) ist das marklose Axon mit einem Durchmesser von 500 Mikrometern hundertmal breiter, als das markhaltige Axon mit einem Durchmesser von 5 Mikrometern.