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Schule. Endlich einfach.
Biologie /
Neurobiologie
Letic
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11/12/13
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Aktionspotential, Synapse, Refraktärzeit, Ruhepotential, Neuron Aufbau
Neurobiologie Aufbau einer Nervenzelle ( Neuron) Nervenzellen (Neurone) sind die Invormationsverarbeitenden Element bei Tier und Mensch Sie liefern Informationen an das Nervensystem weiter. Motorische Neurone oder Motoneurone haben Axone, die mit Muskeln Synapsen bilden und Bewegungen auslösen. EPSP & IPSP EPSP -> entsteht an erregenden Synapsen Depolarisation der postsynaptischen Membran tindem Öffnung der transmittergesteuerten NA+Ionen- Kanäle + • Einströmt von NA+-Ionen in Postsynapse (Spannungsänderung: positiv) ↓ => an Axonhügel entsteht ein neues AP IPSP Dendriten Die Dendriten sind kleine Ästchen die vom Soma abgehen. Sie sind die Kontaktstelle zu anderen Nervenzellen. Bei ihnen kommt der Reiz an. -> entsteht an hemmenden Synapsen Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran Dendrit Zellkern Axon & Axonhügel Das Axon ist ein langer Fortsatz, der vom Soma wegführt. Es dient zur Weiterleitung von Erregungen. Es kann isoliert (myelinisiert) aber auch unisoliert (myelinlos) sein. Öffnung der transmittergesteuerten Cl- - Ionen- Kanäle • Einströmt von Cl- - Ionen in Postsynapse (Spannungsänderung: negativ) => am Axonhügel entsteht kein AP Synaptische Endknöpfchen Die synaptischen Endknöpfchen befinden sich am Ende der Nervenzellen. Die Erregungen werden hier in chemische Signale umgewandelt. Hier werden die Erregungen dann an die nächste Nervenzelle oder andere Zellen (Sinneszelle, Muskelzelle, Drüsenzelle) weitergegeben. Spannungen, die an der Zellmembran einer Nervenzelle entstehen. Sie beeinflussen dort die Signalweiterleitung. Axon Vesikel Ca - Kanal Ranvierscher Schnürring Soma Aufbau einer Synapse %0 O Myelinscheide 20 O Synaptisches Endknöpfchen Schwannsche Neurotransmitter lonenpumpe Zelle Präsynapse Synoptischer Spalt Postsynapse Wird der elektrische Reiz über das Axon zu den Endknöpfchen transportiert, muss das Signal über eine Synapse an die nächste Nervenzelle weitergegeben werden. Die Synapse besteht aus einer Präsynapse, einem synaptischen Spalt und der Postsynapse. Die Präsynapse schüttet Botenstoffe, sogenannte...
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Transmitter; aus. Die wandern über den synaptischen Spalt zur Postsynapse und lösen dort den elektrischen Impuls aus. Vorgang 1. Aktionspotential kommt an 2. Caz+ Kanäle öffnen sich 3. Caz+ strömt in Zelle 4. Vesikel wandern an präsynaptische Membran 5. Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt ausgeschüttet 6. Neurotransmitter bindet an Rezeptor (postsynaptische Membran) 7. Kanal öffnet sich 8. Na+ strömt durch postsynaptische Membran 9. Neues Aktionspotential wird gebildet Ruhepotential lonenverteilung Intrazellulär vor allem Kalium (K+ )-lonen und organische Anionen (A) negativ geladen Extrazellulär vor allem Natrium (Na+ )-lonen und Chlorid (C1-) lonen. positiv geladen Das Ruhepotential einer Nervenzelle beträgt ca. 70 mV. Natrium- lonenkanal CI Extrazellulär Intrazellulär - 70 mV Na+ + K+ Α΄ Α΄ A Calcium- lonenkanal Nat Na+ K+ K+ K+ Na Cholinesterase CI Nat K+ Ca²+ ACh K+ |uc| K+ K+ K+ -Kanäle sind offen, wodurch K+ nach außen strömt, weil es einen Konzentrationsausgleich schaffen will. Na+- Kanäle sind geschlossen. ACh Nat K+ CI Nat ACh CI K+ K+K+ A A A A A A mm Na+ Na+ Nat ACh synaptisches Bläschen mit Acetylcholin K+ Na+ präsynaptische Membran CI CI Na+ Ch lonenkanäle lonenkanäle funktioneren wie Tunnel. Sie tragen zusätzlich zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials bei. Nat Na+ Na+ Natrium- Kalium- Pumpe CI Nat K+ postsynaptische Membran Aufrechterhaltung Nat K+ - Pumpe Die Nat K+ Pumpe trägt zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials bei. Sie transportiert zwei K+-lonen in die Zelle und gleichzeitig drei Nat-lonen aus der Zelle. Sie ist ein aktiver Transportmechanismus. synaptischer Spalt Na+ K+ Nat K+ K+ K+ A A A A A ATP → ADP + P K+ A:: Aktionspotential Das Aktionspotential dient der Reizweiterleitung an Nervenzellen. Es beschreibt die Änderung des elektrischen Membranpotentials, welches durch das Öffnen und Schließen von spannungsabhängigen lonenkanälen erzeugt wird Aufbau 1. Ruhemembranpotential Bevor es mit dem Aktionspotential losgeht befindet sich die Zelle im Ruhezustand. Die Ladung beträgt ca-70mV. Die spannungsabhängigen Natrium- und Kalium- Kanäle sind geschlossen. 2. Schwellenpotential Kommt ein Reiz an der Zelle an, öffnen sich einige spannungsabhängige Na+- Kanäle. Ist der Reiz, der ankommt stark genug und wird das Schwellenpotential von -50 mV erreicht öffnen sich weitere Na+- Kanäle und es wird ein Aktionspotential ausgelöst. Ist der Reiz zu schwach, bildet sich die Erregung zurück und es wird kein Aktionspotential gebildet. 3. Depolarisation Da die spannungsabhängigen Natrium - Kanäle geöffnet sind, strömt Na+ schnell in die Zelle ein. Das Zellinnere wird positiver. Diesen Vorgang nennt man Depolarisation. 4. Repolarisation Bei der Repolarisation schließen sich die spannungsabhängigen Natrium-Kanäle wieder. Kalium - Kanäle öffnen sich und Kalium strömt vom Zellinneren nach außen. Die Zelle wird innen wieder negativer. 5. Hyperpolarisation Die K+-Kanäle schließen sich ebenso, Das schließen dauert ca. 1-2ms. In dieser Zeit strömen noch ein paar weitere K+-lonen nach außen und das Membranpotential wird negativer als das Ruhemembranpotential. Die Zelle ist kurz nicht mehr erregbar. (relative Refraktärzeit) 6. Wiederherstellung des Ruhepotentials Das Ruhepotential von -70 mV wird mithilfe der Na+/K+- Pumpe wieder hergestellt. Refraktärzeit Die Refraktärzeit ist hier auch noch wichtig. Es ist die Zeit, in der nach der Depolarisation bei der erregten Zelle kein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann. Es gibt zwei Phasen: 1. Absolute Refraktärzeit: Hier kann auch bei sehr starken Reizen kein neues Aktionspotential ausgelöst werden 2. Relative Refraktärzeit: Die relative Refraktärzeit läuft zeitgleich mit der Hyperpolarisation ab. Hier ist die Zelle erregbar, aber nur durch einen sehr starken Reiz 50 mV Omv Depolarisation -50 mv Schwellenpotential -100 mV 1. Reiz Overshoot unterschwelliger Reiz 2 ms Repolarisation 5. Hyperpolarisation 6 ms 4 ms
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Aktionspotential, Synapse, Refraktärzeit, Ruhepotential, Neuron Aufbau
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Biologie Oberstufe Gk Nerven
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Neurobiologie
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Nervenzelle
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Neurobiologie
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Neurobiologie Aufbau einer Nervenzelle ( Neuron) Nervenzellen (Neurone) sind die Invormationsverarbeitenden Element bei Tier und Mensch Sie liefern Informationen an das Nervensystem weiter. Motorische Neurone oder Motoneurone haben Axone, die mit Muskeln Synapsen bilden und Bewegungen auslösen. EPSP & IPSP EPSP -> entsteht an erregenden Synapsen Depolarisation der postsynaptischen Membran tindem Öffnung der transmittergesteuerten NA+Ionen- Kanäle + • Einströmt von NA+-Ionen in Postsynapse (Spannungsänderung: positiv) ↓ => an Axonhügel entsteht ein neues AP IPSP Dendriten Die Dendriten sind kleine Ästchen die vom Soma abgehen. Sie sind die Kontaktstelle zu anderen Nervenzellen. Bei ihnen kommt der Reiz an. -> entsteht an hemmenden Synapsen Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran Dendrit Zellkern Axon & Axonhügel Das Axon ist ein langer Fortsatz, der vom Soma wegführt. Es dient zur Weiterleitung von Erregungen. Es kann isoliert (myelinisiert) aber auch unisoliert (myelinlos) sein. Öffnung der transmittergesteuerten Cl- - Ionen- Kanäle • Einströmt von Cl- - Ionen in Postsynapse (Spannungsänderung: negativ) => am Axonhügel entsteht kein AP Synaptische Endknöpfchen Die synaptischen Endknöpfchen befinden sich am Ende der Nervenzellen. Die Erregungen werden hier in chemische Signale umgewandelt. Hier werden die Erregungen dann an die nächste Nervenzelle oder andere Zellen (Sinneszelle, Muskelzelle, Drüsenzelle) weitergegeben. Spannungen, die an der Zellmembran einer Nervenzelle entstehen. Sie beeinflussen dort die Signalweiterleitung. Axon Vesikel Ca - Kanal Ranvierscher Schnürring Soma Aufbau einer Synapse %0 O Myelinscheide 20 O Synaptisches Endknöpfchen Schwannsche Neurotransmitter lonenpumpe Zelle Präsynapse Synoptischer Spalt Postsynapse Wird der elektrische Reiz über das Axon zu den Endknöpfchen transportiert, muss das Signal über eine Synapse an die nächste Nervenzelle weitergegeben werden. Die Synapse besteht aus einer Präsynapse, einem synaptischen Spalt und der Postsynapse. Die Präsynapse schüttet Botenstoffe, sogenannte...
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Transmitter; aus. Die wandern über den synaptischen Spalt zur Postsynapse und lösen dort den elektrischen Impuls aus. Vorgang 1. Aktionspotential kommt an 2. Caz+ Kanäle öffnen sich 3. Caz+ strömt in Zelle 4. Vesikel wandern an präsynaptische Membran 5. Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt ausgeschüttet 6. Neurotransmitter bindet an Rezeptor (postsynaptische Membran) 7. Kanal öffnet sich 8. Na+ strömt durch postsynaptische Membran 9. Neues Aktionspotential wird gebildet Ruhepotential lonenverteilung Intrazellulär vor allem Kalium (K+ )-lonen und organische Anionen (A) negativ geladen Extrazellulär vor allem Natrium (Na+ )-lonen und Chlorid (C1-) lonen. positiv geladen Das Ruhepotential einer Nervenzelle beträgt ca. 70 mV. Natrium- lonenkanal CI Extrazellulär Intrazellulär - 70 mV Na+ + K+ Α΄ Α΄ A Calcium- lonenkanal Nat Na+ K+ K+ K+ Na Cholinesterase CI Nat K+ Ca²+ ACh K+ |uc| K+ K+ K+ -Kanäle sind offen, wodurch K+ nach außen strömt, weil es einen Konzentrationsausgleich schaffen will. Na+- Kanäle sind geschlossen. ACh Nat K+ CI Nat ACh CI K+ K+K+ A A A A A A mm Na+ Na+ Nat ACh synaptisches Bläschen mit Acetylcholin K+ Na+ präsynaptische Membran CI CI Na+ Ch lonenkanäle lonenkanäle funktioneren wie Tunnel. Sie tragen zusätzlich zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials bei. Nat Na+ Na+ Natrium- Kalium- Pumpe CI Nat K+ postsynaptische Membran Aufrechterhaltung Nat K+ - Pumpe Die Nat K+ Pumpe trägt zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials bei. Sie transportiert zwei K+-lonen in die Zelle und gleichzeitig drei Nat-lonen aus der Zelle. Sie ist ein aktiver Transportmechanismus. synaptischer Spalt Na+ K+ Nat K+ K+ K+ A A A A A ATP → ADP + P K+ A:: Aktionspotential Das Aktionspotential dient der Reizweiterleitung an Nervenzellen. Es beschreibt die Änderung des elektrischen Membranpotentials, welches durch das Öffnen und Schließen von spannungsabhängigen lonenkanälen erzeugt wird Aufbau 1. Ruhemembranpotential Bevor es mit dem Aktionspotential losgeht befindet sich die Zelle im Ruhezustand. Die Ladung beträgt ca-70mV. Die spannungsabhängigen Natrium- und Kalium- Kanäle sind geschlossen. 2. Schwellenpotential Kommt ein Reiz an der Zelle an, öffnen sich einige spannungsabhängige Na+- Kanäle. Ist der Reiz, der ankommt stark genug und wird das Schwellenpotential von -50 mV erreicht öffnen sich weitere Na+- Kanäle und es wird ein Aktionspotential ausgelöst. Ist der Reiz zu schwach, bildet sich die Erregung zurück und es wird kein Aktionspotential gebildet. 3. Depolarisation Da die spannungsabhängigen Natrium - Kanäle geöffnet sind, strömt Na+ schnell in die Zelle ein. Das Zellinnere wird positiver. Diesen Vorgang nennt man Depolarisation. 4. Repolarisation Bei der Repolarisation schließen sich die spannungsabhängigen Natrium-Kanäle wieder. Kalium - Kanäle öffnen sich und Kalium strömt vom Zellinneren nach außen. Die Zelle wird innen wieder negativer. 5. Hyperpolarisation Die K+-Kanäle schließen sich ebenso, Das schließen dauert ca. 1-2ms. In dieser Zeit strömen noch ein paar weitere K+-lonen nach außen und das Membranpotential wird negativer als das Ruhemembranpotential. Die Zelle ist kurz nicht mehr erregbar. (relative Refraktärzeit) 6. Wiederherstellung des Ruhepotentials Das Ruhepotential von -70 mV wird mithilfe der Na+/K+- Pumpe wieder hergestellt. Refraktärzeit Die Refraktärzeit ist hier auch noch wichtig. Es ist die Zeit, in der nach der Depolarisation bei der erregten Zelle kein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann. Es gibt zwei Phasen: 1. Absolute Refraktärzeit: Hier kann auch bei sehr starken Reizen kein neues Aktionspotential ausgelöst werden 2. Relative Refraktärzeit: Die relative Refraktärzeit läuft zeitgleich mit der Hyperpolarisation ab. Hier ist die Zelle erregbar, aber nur durch einen sehr starken Reiz 50 mV Omv Depolarisation -50 mv Schwellenpotential -100 mV 1. Reiz Overshoot unterschwelliger Reiz 2 ms Repolarisation 5. Hyperpolarisation 6 ms 4 ms