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Nervenzellen: Aufbau und Funktionen leicht erklärt

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Nervenzellen: Aufbau und Funktionen leicht erklärt
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Die Nervenzelle Aufbau und Funktion ist ein komplexes System zur Informationsübertragung im Nervensystem. Neurone sind hochspezialisierte Zellen, die elektrische Signale verarbeiten und weiterleiten. Der Aufbau umfasst Dendriten, Zellkörper, Axon und Synapsen. Das Ruhepotential und Aktionspotential sind entscheidend für die Signalübertragung. Ionenkanäle und -pumpen regulieren die Ionenkonzentrationen und elektrischen Spannungen an der Zellmembran.

5.7.2021

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Ruhepotential und Ionenkonzentrationen

Das Ruhepotential ist ein wesentlicher Aspekt der Nervenzelle Funktion. Es beschreibt die elektrische Spannung über die Zellmembran im Ruhezustand.

Charakteristika des Ruhepotentials:

  • Innenseite der Membran ist negativer geladen als die Außenseite
  • Typischer Wert bei Säugetieren: -40 mV bis -70 mV
  • Hauptsächlich durch Kaliumionen (K+) getragen

Die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials erfolgt durch:

  1. Natrium-Kalium-Pumpe: Transportiert unter ATP-Verbrauch 3 Na+ aus der Zelle und 2 K+ in die Zelle
  2. Selektive Permeabilität der Membran
  3. Unterschiedliche Ionenkonzentrationen intra- und extrazellulär

Highlight: 50-70% des Energieumsatzes der Nervenzelle werden für die Natrium-Kalium-Pumpe aufgewendet.

Example: Ionenkonzentrationen (in mM) in Säugetierzellen:

  • Na+: 5-20 (intrazellulär) vs. 120-130 (extrazellulär)
  • K+: 120-155 (intrazellulär) vs. 3-4 (extrazellulär)
  • Cl-: 4-7 (intrazellulär) vs. 120-130 (extrazellulär)

Definition: K+-Leck-Kanal: Ionenkanal, der hauptsächlich für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials verantwortlich ist.

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Aktionspotential

Das Aktionspotential ist ein zentraler Mechanismus der Nervenzelle Funktion. Es stellt die Grundlage der Signalübertragung in Neuronen dar.

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Bau eines Neurons

Die Nervenzelle Aufbau und Funktion ist essentiell für die Informationsverarbeitung im Nervensystem. Neurone bestehen aus verschiedenen funktionellen Bereichen:

  • Eingangsregion (Dendriten)
  • Triggerregion (Axonhügel)
  • Reizweiterleitungsregion (Axon)
  • Übertragungsregion (Synapse)

Es gibt verschiedene Neuronentypen wie sensorische Neurone, Motoneurone und Interneurone. Der Zellkörper (Neurosoma) enthält wichtige Zellorganellen wie den Zellkern, Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum.

Highlight: Neurone sind hochspezialisierte, nicht mehr teilungsfähige Zellen, die Informationen in Form elektrischer Erregung transportieren.

Vocabulary: Schwann'sche Zellen - Gliazellen, die das Myelin um die Axone im peripheren Nervensystem bilden.

Definition: Ranvier'sche Schnürringe - Unterbrechungen in der Myelinscheide, die für die saltatorische Erregungsleitung wichtig sind.

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Das Gleichgewichtspotential

Das Gleichgewichtspotential ist ein fundamentales Konzept in der Neurophysiologie. Es beschreibt die Potentialdifferenz zwischen zwei durch eine selektiv permeable Membran getrennten Kammern im Gleichgewichtszustand.

Faktoren, die das Gleichgewichtspotential beeinflussen:

  • Konzentrationsverhältnis der Ionen
  • Ladung der Ionen
  • Temperatur

Das Gleichgewichtspotential kann für jedes Ion separat berechnet werden, basierend auf den Konzentrationen inner- und außerhalb der Zellmembran.

Vocabulary:

  • Kationen: positiv geladene Ionen
  • Anionen: negativ geladene Ionen

Example: Bei einer kaliumpermeablen Membran diffundieren Kaliumionen entlang des Konzentrationsgefälles, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Hin- und Rückdiffusion einstellt.

Highlight: Die elektromotorische Kraft (EMK) steigt mit zunehmender Potentialdifferenz zwischen den Kammern an, bis der Nettofluss der Ionen zum Stillstand kommt.

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Ruhepotential und Ionenkonzentrationen

Das Ruhepotential ist ein wesentlicher Aspekt der Nervenzelle Funktion. Es beschreibt die elektrische Spannung über die Zellmembran im Ruhezustand.

Charakteristika des Ruhepotentials:

  • Innenseite der Membran ist negativer geladen als die Außenseite
  • Typischer Wert bei Säugetieren: -40 mV bis -70 mV
  • Hauptsächlich durch Kaliumionen (K+) getragen

Die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials erfolgt durch:

  1. Natrium-Kalium-Pumpe: Transportiert unter ATP-Verbrauch 3 Na+ aus der Zelle und 2 K+ in die Zelle
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Highlight: 50-70% des Energieumsatzes der Nervenzelle werden für die Natrium-Kalium-Pumpe aufgewendet.

Example: Ionenkonzentrationen (in mM) in Säugetierzellen:

  • Na+: 5-20 (intrazellulär) vs. 120-130 (extrazellulär)
  • K+: 120-155 (intrazellulär) vs. 3-4 (extrazellulär)
  • Cl-: 4-7 (intrazellulär) vs. 120-130 (extrazellulär)

Definition: K+-Leck-Kanal: Ionenkanal, der hauptsächlich für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials verantwortlich ist.

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  • Eingangsregion (Dendriten)
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  • Reizweiterleitungsregion (Axon)
  • Übertragungsregion (Synapse)

Es gibt verschiedene Neuronentypen wie sensorische Neurone, Motoneurone und Interneurone. Der Zellkörper (Neurosoma) enthält wichtige Zellorganellen wie den Zellkern, Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum.

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Das Gleichgewichtspotential ist ein fundamentales Konzept in der Neurophysiologie. Es beschreibt die Potentialdifferenz zwischen zwei durch eine selektiv permeable Membran getrennten Kammern im Gleichgewichtszustand.

Faktoren, die das Gleichgewichtspotential beeinflussen:

  • Konzentrationsverhältnis der Ionen
  • Ladung der Ionen
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Vocabulary:

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