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 Aufbau einer Nervenzelle
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Zusammenfassung Neurobiologie (GK) - Bau der Nervenzelle - Ruhepotential - Natrium-Kalium-Pumpe - Aktionspotential - Erregungsweiterleitung - Erregungsübertragung Synapse - Reiz zur Reaktion - Reflexe - Autonomes Nervensystem - Synaptische Plastizität

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Aufbau einer Nervenzelle Zellkörper (Somal Dentriten Axonhügel Zellkern Axon Zellkörper (Soma). • enthält Zellkern und andere zellorganellen → Stoffwechsel + Synthese von benötigten Nährstoffen Neurobiologie Axonhügel Synapsen Myelinscheiden/ SCHWANN'SCHE Zellen Dendriten • nehmen Informationen in Form von Nervenimpulsen auf •Weiterleitung der Nervenimpulse • Übergang Soma → Axon • Entstehung von Nervenimpulsen (Aktionspotential) . · Kontaktstellen • Übermittlung von Signalen Axon Myelinscheiden /Schwann'sche Zellen. • elektrische Isolierung der Axone → Impulsweiterleitung schneller • Nährstoffversorgung RANVIER SCE Schnürringe Ranvier'sche Schnürringe · kleine Lücken zwischen den Myelinscheiden synaptische Endknöpfchen Die Reizweiterleitung erfolgt im Nerv durch elektrische Signale /Spannungsunterschiede (siehe Aktionspotential) Ruhepotential Zelläußeres dann wieder K die Membran von Nervenzellen ist selektiv permeabel. → nur für K*-lonen passierbar aufgrund der unterschiedlichen Konzentrationen I sind die lonen einem osmotischen Druck → K-lonen diffundieren von ausgesetzt innen nach außen um Konzentrations - ausgleich zu schaffen • dadurch wird die Ladung außen schnell positiver, im Inneren negativer • negativer Innenraum übt Anziehung auf positive K+-lonen aus → diese diffundieren zurück in das Nerveninnere Na Zellinneres Na K Na (Na Natriumionen Nat (CI Na Na Nat MAMAT DAPI A Na AK Kaliumionen Chloridionen K (Na) organische 1. ATP bindet an Tunnelprotein osmotischer Dr Anionen Das Ruhepotential bezeichnet die Spannung zwischen dem Inneren einer Nervenzelle (Cytoplasma) und der Zwischenzellflüssigkeit außen, wenn ein stabiles verhältnis zwischen osmotischem Druck und elektrischer Anziehung vorliegt, die auf die K+-lonen wirken. Üblicherweise liegt es zwischen - 70 und -90mV. Natrium-Kalium - Pumpe Die Natrium - Kalium - Pumpe erzeugt und stabilisiert die Konzentration an Nat- und K+-lonen in- und außerhalb der Zelle, die für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials notwendig ist. Pro Zyklus werden 3 Nat-lonen nach außen und 2 Kat-lonen nach innen transportiert → Energie wird...

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benötigt, da Na+ - lonen entgegen des Konzentrationsgefälle nach außen transportiert werden 2. Bindungsstellen (3 Stück) für Na+ - lonen werden besetzt elek Anziehung 3. ATP-Molekül wird in ADP + P gespalten 4. Tunnelprotein ändert Struktur (phosphoryliert) 5. Na-lonen entweichen nach außen 6. Bindungsstellen (2 Stück) für K+-lonen werden besetzt → Für K+-lonen - Transport wird keine weitere Energie benötigt, da er in gleicher Richtung mit der elektrischen Spannung erfolgt 7. Phosphatrest wird abgespalten 8. Strukturänderung des Tunnelproteins 9. K+-lonen werden in das Zellinnere abgegeben Zelläußeres Zellmembran Zellinneres Na Na Na Nat Na (Na) Na Na ATP ADP+P K Aktionspotential Das Aktionspotential bezeichnet eine kurzzeitige, schnelle Änderung des Membran- potentials, bei der der Spannungswert vom negativen Ruhepotential bis in den positiven Bereich geht. Es entsteht in der Regel am Axonhügel und dient der Übertragung von Erregung entlang der Nervenfaser. Phase 1: Ruhepotential -spannungs- abhängige Spannung in my 50 K¹-Kanal Nat- und K+-- Beeinflussung der Kanäle sind Membran durch geschlossen spannungs- gesteuerter K-Kanal spannungs- gesteuerte Na-Kanäle 0 [XXX -100 Phase 2: Depolarisierung bis zum Schwellenwert Reiz Öffnung vereinzelter :) : Na²-Kanäle Ruhepotential wird positiver IINH Phase 3: Phase 4: Depolarisierung Repolarisation -wenn Schwellenwert-Schließung der erreicht → positive Nat-Kanäle Rückkopplung = massiver Ein- Offnung spannungs- abhängiger K+-Kanäle → Ausstrom von K+-lonen → Zellinnenraum wird wieder negativ Strom von Nat durch geöffnete Kanäle → Zellinnenraum wird positiv IIIX · Schwellenwert Ruhe potential Zeit Phase 5: Hyperpolarisation K+-Kanále Ruhepotential Schlieben sich nur - Wiederherstellung langsam der ursprünglichen Zellinnenraum wird noch negativer 0 Phase 6: Rückkehr zum lonenverteilung mithilfe von Na* -K* -Pumpe toot tay XX Alles- oder Nichts- Prinzip = überschreitung des Schwellenwerts löst immer ein Aktionspotential aus (₁ Alles") - dabei verlaufen alle AP's gleich, egal, wie stark der Reiz ist. Bleibt die Erregung unterhalb des Schwellenwerts, wird kein AP ausgelöst (.. Nichts"). Refraktärzeit = Zeit, in der ein Membranbereich nach einem Aktionspotential nicht erneut erregbar ist. Grund bei Rückkehr der spannungsabhängigen Nat -Kanäle in den Ausgangs- zustand (geschlossen) werden sie kurzzeitig in aktiviert (Siene Schema Phase 4/5) → daher kann das AP nur in eine Richtung weiterwandern" Erregungsleitung am Axon 8 Erregungsleitung bezeichnet den Prozess, bei dem ein Aktionspotential an einem Axon , weiterwandert". Die Spannungsänderung während des Aktionspotentials bewirkt eine Depolarisation der Nachbarregionen am Axon und löst dort somit ein AP aus. Durch die Refraktärzeit wird das AP nur axonabwärts weiter- geleitet. Aufgrund des "Alles- oder Nichts" - Prinzips kann das AP ohne Abschwächung am Axon weiterwandern. kontinuierliche Erregungsleitung - langsame Erregungsleitung → Jeder Bereich des Axons muss angeregt werden · Erhöhung der Leitungsgeschwindigkeit durch vergrößerung des Axondurchmessers möglich - energie aufwendig → viele Nat- K*- Pumpen benötigt positive Ladung wird von negativer in benachbarten Bereichen angezogen → Depolarisierung Wandert" H NNNNNNNN KINN NN NNN M spannungsgesteuerte Nat- und K-Kanäle No-Kanäle werden inaktiviert → Membran wird refräktär + (+ KH XMI IN KN K-Kanäle öffnen sich →>>> Repolarisation AP 4₁ NHI (2) wandernde" Depolarisation löst öffnung von benachbarten Na-Kanälen aus →immer wieder Auslösung eines AP's saltatorische Erregungsleitung - schnelle Erregungsleitung →Aktionspotential kann durch isolierte Membranabschnitte (Myelinscheiden) von Schnürring zu Schnürring springen" - Energieeinsparung Wiederherstellung des Ruhepotentials mit Na* -K* -Pumpe aufwendig AP a-Kanäle öffnen Depolarisierung Na ↓ M K Ka-Ausstrom → Repolarisation UG spannungsabhängige Nat- und K-Kanäle befinden sich nur an den + K -1 Schürringen A KH HK Myelin-Scheide isoliert das Axon → Spannungsänderung wird zum nächsten Schnürring weitergetragen Na-Einstrom Depolarisation KH NH Erregungsübertragung an der Synapse 1) Aktionspotential erreicht Synapse 2) Spannungsgesteuerte Ca ²+-Kanäle öffnen sich → Einstrom von Calcium - Kationen in synaptisches Endknöpfchen 3) Einströmende Ca²+-lonen lösen Wanderung von Versikeln mit dem Neurotransmitter Acetylcholin zur präsynaptischen Membran aus 4) Versikel verschmelzen mit präsynaptischer Membran = Exocytose → Acetylcholin moleküle gelangen in den synaptischen Spalt 5) Acetylcholinmoleküle diffundieren durch den synaptischen Spalt und binden an transmittergesteuerte Acetylcholin - Rezeptorkanäle in postsynaptischer Membran 6) Acetylcholin-Rezeptorkanäle öffnen sich → Na *- Einstrom in postsynaptische Zelle 7) Durch Nat-Einstrom Depolarisation an der postsynaptischen Membran → erregendes postsynaptisches Signal (EPSP) breitet sich aus, wenn stark genug → Auslösung eines APS 8) Nach Ablösung des Transmitters vom Rezeptor schließen sich die Acetylcholin-Rezeptorkanäle wieder; Acetylcholinmolekül kann beliebig oft an Rezeptoren binden → um Dauererregung zu vermeiden: Enzym Acetylcholinesterase spaltet Transmitter in Acetyl-CoA und Cholin 9) Mithilfe von Nat- Cholin - Symporter werden Natrium sowie Acetyl-CoA und Cholin wieder in prässynaptisches Endknöpchen aufgenommen 10) Bildung von neuen Acetylcholinmolekülen Beeinflussung der Synapsenfunktion Teil der Synapse Ca 2+-Kanäle 2 präsynaptische Membran Daueröffnung TULO Acetyl-CoA Cholin synaptischer Spalt Acetyl- cholin JAP Exocytose → Freisetzung von Transmitter wird verhindert Acetylcholin-Rezeptoren an Nat-Kanälen →andere Substanz bindet sich (Wirkung ACh-unähnlich) Acetylcholin-Rezeptoren an Na-Kanälen Em Na-Cholin- Symporter Acetylcholin- Rezeptorkanal EPSP postsynaptische Membran Wirkung auf Nervensystem andauernde Freisetzung von Neurotransmittern → Dauer- erregung Acetylcholin gelangt nicht an Rezeptoren → keine Erregungsübertragung möglich keine Öffnung von Nat - Kanälen → Erregungs- übertragung findet nicht statt →andere Substanz bindet sich (Wirkung Ach-ähnlich) Acetylcholinesterase → Hemmung (z. B. durch Strukturänderung) erregung Abbau durch ACh-Esterase nicht möglich → Dauererregung ACh kann nicht mehr abgebaut werden → Dauer- Folgen für den Körper starre Lähmung/ Verkrampfung schlaffe Lähmung schlaffe Lähmung starre Lähmung / Verkrampfung Starre Lähmung/ Verkrampfung

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Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

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Phase 1: Ruhepotential -spannungs- abhängige Spannung in my 50 K¹-Kanal Nat- und K+-- Beeinflussung der Kanäle sind Membran durch geschlossen spannungs- gesteuerter K-Kanal spannungs- gesteuerte Na-Kanäle 0 [XXX -100 Phase 2: Depolarisierung bis zum Schwellenwert Reiz Öffnung vereinzelter :) : Na²-Kanäle Ruhepotential wird positiver IINH Phase 3: Phase 4: Depolarisierung Repolarisation -wenn Schwellenwert-Schließung der erreicht → positive Nat-Kanäle Rückkopplung = massiver Ein- Offnung spannungs- abhängiger K+-Kanäle → Ausstrom von K+-lonen → Zellinnenraum wird wieder negativ Strom von Nat durch geöffnete Kanäle → Zellinnenraum wird positiv IIIX · Schwellenwert Ruhe potential Zeit Phase 5: Hyperpolarisation K+-Kanále Ruhepotential Schlieben sich nur - Wiederherstellung langsam der ursprünglichen Zellinnenraum wird noch negativer 0 Phase 6: Rückkehr zum lonenverteilung mithilfe von Na* -K* -Pumpe toot tay XX Alles- oder Nichts- Prinzip = überschreitung des Schwellenwerts löst immer ein Aktionspotential aus (₁ Alles") - dabei verlaufen alle AP's gleich, egal, wie stark der Reiz ist. 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