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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