Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung: Grundlegende Mechanismen der Reizweiterleitung
Die Erregungsleitung in Nervenzellen ist ein fundamentaler Prozess im Nervensystem, der die Übertragung von Informationen ermöglicht. Dieser Abschnitt befasst sich mit den zwei Hauptformen der Erregungsleitung: der kontinuierlichen und der saltatorischen Erregungsleitung.
Die kontinuierliche Erregungsleitung findet in unmyelinisierten Axonen statt und ist charakteristisch für wirbellose Tiere. Bei diesem Prozess wird die Erregung durch die fortlaufende Bildung von Aktionspotentialen entlang des gesamten Axons weitergeleitet. Dies erfordert eine Depolarisation an jeder Stelle des Axons, um benachbarte spannungsgesteuerte Natriumkanäle zu öffnen.
Definition: Die kontinuierliche Erregungsleitung ist ein Prozess, bei dem Aktionspotentiale ununterbrochen entlang eines unmyelinisierten Axons fortschreiten.
Im Gegensatz dazu steht die saltatorische Erregungsleitung, die bei Wirbeltieren auftritt und myelinisierte Axone nutzt. Hier "springt" das Aktionspotential von einem Schnürring zum nächsten, was zu einer deutlich schnelleren Reizweiterleitung führt.
Highlight: Die saltatorische Erregungsleitung ist energieeffizienter und ermöglicht eine Signalübertragung mit Geschwindigkeiten von bis zu 120 m/s, verglichen mit maximal 30 m/s bei der kontinuierlichen Erregungsleitung.
Ein wichtiger Aspekt beider Formen der Erregungsleitung ist die Refraktärzeit, die verhindert, dass die Zelle unmittelbar nach einem Aktionspotential erneut auf einen Reiz reagieren kann. Dies gewährleistet, dass die Depolarisation nur in eine Richtung stattfindet.
Vocabulary: Refraktärzeit - Die Zeitspanne nach der Auslösung eines Aktionspotentials, in der die Nervenzelle vorübergehend nicht auf einen neuen Reiz reagieren kann.
Die Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung Unterschiede zeigen sich auch in anderen Aspekten:
- Energieverbrauch: Die kontinuierliche Erregungsleitung hat einen höheren Energiebedarf als die saltatorische.
- Membranumhüllung: Kontinuierliche Erregungsleitung findet in nicht isolierten Axonen statt, während saltatorische Erregungsleitung Myelinscheiden zur Isolation nutzt.
- Axondurchmesser: Kontinuierliche Erregungsleitung erfordert tendenziell dickere Axone (bis zu 1 mm), während saltatorische Erregungsleitung in dünneren Axonen stattfinden kann.
- Ionenkanäle: Bei der kontinuierlichen Erregungsleitung gibt es mehr Ionenkanäle entlang des Axons, was zu mehr Aktionspotentialen führt.
Example: Ein markloses Axon mit einem Durchmesser von 500 Mikrometern leitet Erregungen mit der gleichen Geschwindigkeit (25 m/s) wie ein markhaltiges Axon mit nur 5 Mikrometern Durchmesser.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die saltatorische Erregungsleitung Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Energieeffizienz bietet, während die kontinuierliche Erregungsleitung eine wichtige Rolle im Nervensystem wirbelloser Tiere spielt. Das Verständnis dieser Mechanismen ist grundlegend für das Begreifen der Funktionsweise des Nervensystems bei verschiedenen Tiergruppen.
